二阶Dirichlet问题的三维等参元逼近及其数值积分格式

本文研究了求解三维二阶Drichlet问题的四面体等参元逼近格式.基于对等参变换的细致估计,证明了格式的收敛性,并得到了H~1-误差的最优估计.为简化等参元的复杂计算,本文还构造了一种简单的数值积分格式,并证明了其收敛性.     

类化学气相沉积法制备缺陷可控的三维石墨烯泡沫及其复合电极电化学性能

三维石墨烯为开发高能量密度的电极提供了有效的途径.与二维石墨烯相比,三维石墨烯具有三维导电网络,极大地改善锂离子和电子传输的能力,同时能够承受电极循环期间的结构和体积变化.本文发展了低压封闭化学气相沉积法(CVD),以泡沫镍为模板,采用聚甲基丙烯酸甲酯为固态碳源来制备缺陷可控的三维石墨烯泡沫.分别研究了碳源添加量、反应时间及氢气含量对三维石墨烯泡沫形貌及结构的影响,发展了一种新型的三维石墨烯泡沫制备工艺,所制备的三维石墨烯泡沫具有缺陷密度可控,质量轻及化学性能稳定的特点.以三维石墨烯泡沫为导电框架和活性物载体来制备ZnO/石墨烯泡沫(ZnO/GF)复合电极并作为锂离子电池负极,循环200圈后仍能保持851.5 mA·h·g^-1的高比容量, ZnO/三维石墨烯电极表现出较高的可逆容量以及优异的循环性能.     

基于超导电路的奥特-汤恩斯分裂效应

基于约瑟夫森结的超导量子比特是一个宏观的人工原子,通过微纳米加工的方法,可以改变人工原子的基本参数.三维Transmon量子比特是目前已知退相干时间较长的一种量子比特,该量子比特通过电容的方式与三维超导谐振腔进行耦合,是一个人造的原子与腔场耦合系统,可对原子物理、量子力学、量子光学、腔量子电动力学的各种效应进行实验验证.本文制备并实现了3D Transmon量子比特,通过Jaynes-Cummings方法寻找到了区分基态、第一激发态和第二激发态的最佳读出功率,对共振条件下和非共振条件下的奥特-汤恩斯分裂效应进行了测试表征,得到的测试结果与理论结果相符.     

三维网络结构NiCo2S4@NiCo2O4复合电极的制备及其性能

超级电容器具有更大的功率密度、优秀的循环稳定性、极快的充放电速度、超长的循环寿命以及环境友好等突出特点,其性能与构件关系密切,其中最根本的就是组成它的电极材料。本研究主要采用传统的水热法制备出钴酸镍(NiCo₂O₄)电极材料,进而通过离子交换(二次水热)制得镍钴硫(NiCo₂S₄),最后利用化学浴沉积(CBD)法使其与钴酸镍复合,得到最终所需的三维网络结构NiCo₂S₄@NiCo₂O₄复合电极。经过表面形貌表征、循环伏安测试、恒电流充放电测试以及比电容计算分析等可以证明:三维网络结构NiCo₂S₄@NiCo₂O₄复合电极的比电容及循环稳定性等远远优于复合前单一的纯NiCo₂O₄电极材料,具有极大应用前景。     

山姜素与人血清白蛋白相互作用的荧光光谱法研究

利用荧光光谱法和紫外-可见光谱法研究了山姜素与人血清白蛋白(HSA)之间的相互作用。证实了山姜素对HSA的荧光猝灭为动态猝灭过程,并测定了不同温度下的猝灭常数; 根据Fōrster非辐射能量转移理论,计算出山姜素在蛋白质中的结合位置与色氨酸残基间的距离为4.05 nm; 由求得的热力学参数,推断了山姜素与HSA之间主要靠疏水作用力结合;用三维荧光光谱及同步荧光光谱技术探讨了山姜素对HSA构象的影响。     

“热-化学能-功”转换的理想热力循环研究

近年来,运用电化学方法实现中低温热能高效利用的方法受到学界的广泛关注,但目前尚缺乏以一般性的热力学原理研究多种"热-化学能-功"转换系统的方法论。本文着眼于能量转换机制,在T-S图中引入表征化学能的吉布斯自由能作为图像表达的第三维坐标,将化学能定量化。进而基于卡诺循环,通过循环过程量在T-S-G图中的几何移动得到了"热-化学能-功"转换的理想循环。该研究方法有望应用于多种涉及化学能的热功转换系统的研究。     

口红的荧光和拉曼光谱特性的研究

人们消费方式的变化促使电商崛起,美妆市场呈爆发式增长,口红产品的安全成为关注焦点。面对品牌口红真伪问题,市场检测化妆品方法单一,对品牌口红的特征无针对性。采用三维荧光技术和共聚焦拉曼技术对某品牌真假口红的光谱性质进行了研究。三维荧光光谱显示五组口红均存在激发光峰值波长为320 nm左右,发射峰波长在372 nm附近的荧光(Ⅰ区)。A1, A2, A3, B1, B2和B3这6个样品中,激发光峰值波长为230 nm时会发出中心波长在400 nm左右的荧光,而在A4, A5, B4和B5这4个样品中,激发光峰值波长红移到250 nm左右,其荧光发射峰也发生了相应的红移,到450～470 nm(Ⅱ区)。此外,A5还存在激发光峰值波长550 nm,发射峰在590 nm附近的荧光;B1还存在270 nm激发,292 nm左右发射的荧光峰(Ⅲ区)。采用荧光强度相对法来定量分析,若都以Ⅰ区的荧光强度为1,口红不同色号间、同色号真假口红间的Ⅱ区和Ⅲ区的相对荧光强度显著不同。拉曼光谱显示正品口红中存在TiO₂的振动峰,也还存在大量的C—C, C—N,—CH₂和...     

基于三维空洞卷积残差神经网络的高光谱影像分类方法

高光谱影像是典型的高维数据,在光谱维和空间维都包含了大量信息。针对高光谱影像分类时光谱维数据量巨大的特点,提出一种基于三维空洞卷积残差神经网络的高光谱影像分类方法。该方法以高光谱像元立方体作为数据输入,使用三维卷积核同时提取高光谱数据的空间维和光谱维特征,并通过在卷积核中引入空洞结构,在不增加网络参数量和不消减数据特征的情况下提高卷积核的感受野,从而提高神经网络的分类的精度。该方法利用残差结构避免了由网络层数加深导致的梯度消失问题,最终使用Softmax分类器完成高光谱像元的分类工作。实验结果表明:所提方法在Indian Pines和Salinas数据集上分别取得了97.303%和97.236%的总体分类精度,与各对照组相比具有更好的分类效果,由此证明所提方法可以提升高光谱影像的分类性能。     

GaN基三维结构生长与器件应用

目前,c面氮化镓(GaN)基发光二极管的制备技术已经十分成熟并取得了商业化成功,但仍面临极化电场导致的大电流密度下效率下降(Droop效应)和黄绿光波段效率低的问题。为消除极化电场的影响,人们开始关注半极性和非极性面GaN。其中,基于传统极性面衬底通过三维结构生长来获得半极性和非极性GaN的方法,由于其低成本和生长的灵活性,受到了广泛研究。本文首先总结了三种GaN三维结构的制备方法并分析其生长机理。接着,在此基础上介绍了不同晶面InGaN量子阱的外延生长和发光特性。最后,列举了GaN基三维结构在半极性面LED、颜色可调LED和无荧光粉白光发光二极管方面的应用。     

热机载荷作用下三维界面裂纹问题的权函数法分析

热机载荷共同作用下双材料和复合材料中的裂纹扩展往往发生在界面处,并且工程中实际遇到的裂纹大多数是三维裂纹.由于通用权函数仅仅与裂纹体的几何形状有关,与载荷、时间无关,因此在求解复杂冲击载荷下界面裂纹应力强度因子随时间的变化过程时,避免了反复的应力分析,计算效率得到提高.根据Betti互易原理,论文推导出三维界面裂纹问题通用权函数法的普遍表达式,并给出了热机载荷共同作用下三维界面Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型裂纹问题通用权函数法的有限元格式.通过与实例计算比较,表明此方法得到的结果可以达到满意的工程应用精度.