转移矩阵理论及其在Ⅲ/Ⅴ族半导体量子阱体系中的应用

应用转移矩阵方法求解三种不同量子阱体系中基于单带有效质量模型和包络函数近似下的一维定态薛定谔方程.首先,通过比较Ⅰ型单量子阱GaAlAs/GaAs/GaAlAs体系的解析解和数值解,该方法的精确性得到了验证.其次,与Ⅱ型断代量子阱AlSb/InAs/GaSb/AlSb系统的光致发光谱实验结果比较证实了该方法的适用性.最后,利用该方法推广计算了基于GaAs/GaAlAs材料的Ⅰ型耦合多量子阱体系的子带能级和波函数,说明了方法的通用性和实用性. 关键词： 量子阱 转移矩阵方法 光致发光     

双氰基荧光染料的合成、光学性质及其生物成像

设计合成了一种A-π-D-π-A型的双光子荧光染料3,6-双(4-乙烯基苯腈)-9-乙基咔唑,测试了其在二氯甲烷(DCM)、乙酸乙酯(EA)、乙醇(Et OH)、乙腈(ACN)、二甲亚砜(DMSO)和磷酸缓冲盐溶液(PBS)等不同溶剂中的紫外吸收光谱、单光子及双光子荧光光谱。化合物3,6-双(4-乙烯基苯腈)-9-乙基咔唑在紫外吸收光谱中存在两个相似的特征吸收带并呈现出复杂的溶剂化效应,在DMSO中具有最大荧光量子产率(86.02%),其相应的活性吸收截面为12.56 GM。在双光子荧光成像方面,染料分子具有优良的细胞膜通透性并且在双光子荧光显微镜下呈现出明亮的绿色荧光,表现出较好的双光子荧光成像性能。这些数据表明,化合物3,6-双(4-乙烯基苯腈)-9-乙基咔唑可用作一种较为理想的双光子荧光标记染料。     

煤炭地下气化关键力学问题的数值研究进展

煤炭资源的清洁高效利用已成为“双碳”背景下科学研究的重要方向和新课题.在众多相关技术中,煤炭地下气化技术近年来得到快速发展并展现出巨大潜力.然而,由于室内实验和现场试验的实施成本非常高,气化机理认识和控制运行工艺优化方面的研究均受到很大限制.近年来,运行成本低、操作简单、实施周期短的数值模拟方法成为重要的研究工具,得到越来越多的关注.由于煤炭地下气化过程极其复杂,数值模拟方法在数学建模和数值求解方面均面临巨大挑战.对此,本文开展了以下工作:对煤炭地下气化过程进行了详细分析,阐明各个运行空间的物质和关键问题,厘清煤炭地下气化的本质;归纳出流体动力学问题、热力学问题、材料应力问题以及化学反应动力学问题等4类关键力学问题;详细介绍每个关键力学问题数值研究的最新成果和发展历程;介绍煤炭地下气化数值研究的工程应用,并指出其发展趋势.本文工作对推动煤炭地下气化数值方法的发展以及指导我国煤炭地下气化先导试验设计和现场实施有积极的理论意义.     

煤炭地下气化腔CO2埋存的研究进展及发展趋势

CO₂捕集与埋存(CCS)可助力碳达峰、碳中和战略目标实现,是解决温室效应的重要手段.在众多地质埋存空间中,煤炭地下气化(UCG)后的气化腔近年来成为埋存研究的热点,但与传统埋存方式相比,相关工作仍处于理论探索阶段,缺乏现场实施案例.为推动该埋存方式的发展,文章从以下3方面开展工作.(1)介绍UCG和CO₂气化腔埋存的国内外研究进展,并将后者的发展划分为概念提出阶段、潜力评价和可行性分析阶段以及机理分析阶段,目前尚处于理论探索阶段.(2)从注入性、密闭性、经济性、储容量和CO₂埋存机理等多个角度出发,通过与其他埋存方式对比,分析了气化腔埋存的特点与优势:注入性良好;密闭性与未开发煤层类似,但更为复杂;显著节约CO₂运输成本;埋存潜力巨大;埋存机理非常复杂,需要考虑气化腔形态、边壁性质以及超临界CO₂与气化腔流体间复杂相互作用对注入和长期埋存过程的影响.(3)阐明CO₂气化腔埋存所涉及的关键科学问题和工程问题,并指出未来发展趋势.在以上工作的基础上,建议国家...     

射孔斜井产能预测新方法

从Besson公式的基础上引入双径向流模型,采用等值渗流阻力法,分射穿污染带与未射穿污染带两种情况推导出射孔斜井的产能公式。考虑了孔深、孔密、孔径、相位、污染带的半径与污染程度、压实带的厚度与压实程度、井斜角等因素对产能的影响。利用本文所推导的公式对射孔斜井产能进行参数敏感性分析,认为:产能指数对井斜角、孔深、孔密、压实程度、相位、孔径、压实带厚度的敏感性依次降低;产能指数对射孔参数和压实带参数的敏感性在未射穿污染带时比射穿污染带时高。     

FRP约束橡胶混凝土的轴心受压承载力分析

为准确计算纤维增强聚合物(fibre reinforced polymer,FRP)约束橡胶混凝土的抗压强度,对相关文献的FRP约束橡胶混凝土抗压强度模型进行归纳与总结,并采用已发表相关文献的122个试验数据,对相关文献抗压强度模型的准确性进行评估,得到了影响FRP约束橡胶混凝土抗压强度模型准确性的关键参数,即混凝土粗、细骨料的橡胶颗粒体积替换率和FRP的种类.在评估结果的基础上,通过考虑橡胶颗粒替换率系数和FRP种类,建立了抗压强度模型.新建立的抗压强度模型预测值与试验值更为接近,误差评估指标值仅为0.09.     

基于能量守恒理论的带肋钢筋-混凝土粘结滑移本构关系研究

针对钢筋-混凝土粘结滑移的劈裂破坏模式,将整个破坏过程分为未开裂的弹性阶段和带裂缝阶段。弹性阶段采用弹性厚壁圆筒模型,带裂缝阶段采用考虑混凝土软化特性的厚壁圆筒模型。基于这两种模型,研究了粘结滑移劈裂破坏过程的能量变化规律,推导出了两种模型的能量计算公式。利用能量守恒定律建立了钢筋-混凝土粘结滑移本构关系的微分方程,并通过数值积分方法得到了粘结滑移本构模型。该本构模型能够体现混凝土与钢筋材料参数和几何参数的影响,对不同形状的粘结滑移关系曲线具有较好的适应性。最后,将得到的本构关系与文献的试验结果进行对比,并分析了各参数的变化规律。     

Cr掺杂Cu2O的光催化性质的第一性原理研究

采用第一性原理计算的方法,研究了不同浓度及不同位置Cr掺杂Cu₂O体系的缺陷形成能、电子结构和可见光区域的光催化性质及产生机理。结果表明,本征Cu₂O显示半导体特性,在可见光区域吸收很弱;不同浓度、不同位置的Cr掺杂体系均是稳定的,显示金属特性。与本征Cu₂O相比,随着Cr掺杂浓度的增大,体系在可见光范围内的吸收峰均有不同程度的增强,并且两个Cr原子近邻掺杂时可见光区域的吸收系数最大,光催化效率最强。态密度分析发现,Cr掺杂体系在可见光范围的吸收主要由Cr 3d态电子的带内跃迁产生;不同掺杂浓度和结构构型主要影响材料在长波长段的物理性质,而对短波长段的性质影响很小。因此,通过增大Cr掺杂浓度及调控掺杂位置可以提高Cu₂O在可见光区域的光催化效率,推动Cu₂O在光催化方面的发展。     

通用权限管理系统的设计

权限管理和访问控制是信息管理系统的重要组成部分,信息管理关系到系统的安全性和可靠性,在信息系统的管理和设计中,用户的权限管理是必不可少一个重要部分。如何对系统的权限进行规划并设计出一个通用而有效的权限管理系统,是摆在软件分析人员面前的一个复杂课题,本文分析现有权限管理系统功能简单,效率低的基础上,介绍了一种采用域管理来实现用户权限管理的方法,并提出了部门了角色分配操作权,提高了系统的安全性。     

基于Systolic阵的IQRD-SMI算法的研究与FPGA优化实现

针对自适应波束形成系统中权值求解计算量大的问题,研究了基于LCMV的逆QR分解算法(IQRD-SMI算法) 及其传统脉动流水的GR-TSA实现结构,在Matlab中对算法以脉动阵搭建并进行算法仿真。分析了CORDIC技术的原理以及如何利用它在FPGA上实现systolic阵中的处理单元。在此基础上,给出一种基于Systolic阵列的复用IQRD-SMI算法实现结构GR-ITSA,比较了它与已有文献中结构的异同。基于ISE软件,在Xilinx的xc7k325t型FPGA上实现了基于脉动阵列的IQRD-SMI算法的底层设计和硬件仿真,并将FPGA定点仿真数据回传Matlab与计算机浮点仿真数据对比,进而进行系统的性能与误差分析。