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高被引论文

钙钛矿太阳电池综述
姚鑫, 丁艳丽, 张晓丹, 赵颖
2015, 64 (3): 038805. doi: 10.7498/aps.64.038805
摘要 +
基于有机-无机杂化钙钛矿材料(CH3NH3PbX3)制备的太阳电池效率自2009年从3.8%增长到19.6%, 因其较高的光吸收系数, 较低的成本及易于制备等优势获得了广泛关注. 钙钛矿材料不仅可以作为光吸收层, 还可用作电子和空穴传输层, 以此制备出不同结构的钙钛矿太阳电池: 介孔结构、介观超结构、平面结构、无HTM层结构和有机结构. 除此之外, 钙钛矿材料制备方法的多样性使其更具吸引力, 目前已有一步溶液法、两步连续沉积法、双源共蒸发法和溶液-气相沉积法. 本文主要介绍了钙钛矿太阳电池的发展历程、工作原理及钙钛矿薄膜的制备方法等. 详细阐述了电池每一层的具体作用和针对现有的钙钛矿结构各层材料的优化, 最后介绍了钙钛矿太阳电池所面临的问题和发展前景, 以期对钙钛矿太阳电池有进一步的了解, 为制备新型高效的钙钛矿太阳电池打下坚实的基础.
钙钛矿太阳能电池中电子传输材料的研究进展
丁雄傑, 倪露, 马圣博, 马英壮, 肖立新, 陈志坚
2015, 64 (3): 038802. doi: 10.7498/aps.64.038802
摘要 +
有机-无机杂化的卤素钙钛矿材料在2009年首次应用在光伏器件中, 而后有关此类型太阳能电池的报道数量呈井喷式增长. 至2014年5月钙钛矿电池光电转化效率已接近20%, 已超过有机及染料敏化太阳能电池的效率, 且有望达到单晶硅太阳能的水平, 成为光伏发电领域中的希望之星. 在钙钛矿电池中, 电子传输材料与吸收层的电子选择性接触对提高光电转化效率起到重要作用, 尤其在正置结构器件中, 电子传输层的介观结构直接影响钙钛矿的生长情况. 同时, 电子传输层的化学性质及其界面也会对电池的稳定性和寿命产生影响. 本文总结了电子传输材料在该类电池中的研究现状和热点, 并按材料的化学组分不同, 将电子传输材料分为三类: 金属氧化物、有机小分子和复合材料, 详细地介绍了电子传输材料在钙钛矿太阳能电池中的作用和近来的最新进展.
利用邻域“结构洞”寻找社会网络中最具影响力节点
苏晓萍, 宋玉蓉
2015, 64 (2): 020101. doi: 10.7498/aps.64.020101
摘要 +
识别复杂网络中的关键节点对网络结构优化和鲁棒性增强具有十分重要的意义. 经典的关键节点测量方法在一定程度上能够辨识网络中影响力节点, 但存在一定局限性: 局部中心性测量方法仅考虑节点邻居的数目, 忽略了邻居间的拓扑关系, 不能在计算中反映邻居节点间的相互作用; 全局测量方法则由于算法本身的复杂性而不能应用于大规模社会网络的分析, 另外, 经典的关键节点测量方法也没有考虑社会网络特有的社区特征. 为高效、准确地辨识具有社区结构的社会网络中最具影响力节点, 提出了一种基于节点及其邻域结构洞的局部中心性测量方法, 该方法综合考虑了节点的邻居数量及其与邻居间的拓扑结构, 在节点约束系数的计算中同时体现了节点的度属性和“桥接”属性. 利用SIR(易感-感染-免疫)模型在真实社会网络数据上对节点传播能力进行评价后发现, 所提方法可以准确地评价节点的传播能力且具有强的鲁棒性.
一种基于用户相对权重的在线社交网络信息传播模型
王金龙, 刘方爱, 朱振方
2015, 64 (5): 050501. doi: 10.7498/aps.64.050501
摘要 +
根据在线社交网络信息传播特点和目前社交网络传播模型研究中存在的问题, 本文定义了网络用户之间的相互影响力函数, 在此基础上提出了一种基于用户相对权重的社交网络信息传播模型, 并对网络中的传播路径及传播过程进行了分析, 讨论了不同路径的信息传播影响力.为验证模型的有效性, 将传统的SIR模型和本文模型在六类不同网络拓扑下进行了仿真实验.仿真结果表明, 两类模型在均匀网络中没有明显差异, 但在非均匀网络中本文模型更能体现真实网络特点, 实验同时验证了节点的地位影响着信息的传播, 并且发现英文社交平台Twitter和中文社交平台新浪微博在拓扑结构上具备一定相似性.
面向结构洞的复杂网络关键节点排序
韩忠明, 吴杨, 谭旭升, 段大高, 杨伟杰
2015, 64 (5): 058902. doi: 10.7498/aps.64.058902
摘要 +
复杂网络中的结构洞节点对于信息传播具有重要作用, 现有关键节点排序方法多数没有兼顾结构洞节点和其他类型的关键节点进行排序. 本文根据结构洞理论与关键节点排序相关研究选取了网络约束系数、介数中心性、等级度、效率、网络规模、PageRank值以及聚类系数7个度量指标, 将基于ListNet的排序学习方法引入到复杂网络的关键节点排序问题中, 融合7个度量指标, 构建了一个能够综合评价面向结构洞节点的关键节点排序方法. 采用模拟网络和实际复杂网络进行了大量实验, 人工标准试验结果表明本文排序方法能够综合考虑结构洞节点和核心节点, 关键节点排序与人工排序结果具有较高的一致性. SIR传播模型评估实验结果表明由本文选择TOP-K节点发起的传播能够在较短的传播时间内达到最大的传播范围.
一种分数阶混沌系统同步的自适应滑模控制器设计
潘光, 魏静
2015, 64 (4): 040505. doi: 10.7498/aps.64.040505
摘要 +
针对分数阶混沌系统的同步问题, 基于滑模控制理论和自适应控制理论, 设计了一个具有较强鲁棒性的分数阶积分滑模面, 并提出了一种自适应滑模控制器在不消除非线性项的情况下实现一类三维分数阶混沌系统同步的方法. 利用所设计的自适应滑膜控制器实现了分数阶Chen系统、分数阶Liu系统以及分数阶Arneodo系统的混沌同步. 数值模拟仿真结果验证了所设计的控制器的有效性和可行性.
磁性材料的磁结构、磁畴结构和拓扑磁结构
张志东
2015, 64 (6): 067503. doi: 10.7498/aps.64.067503
摘要 +
首先简要地介绍了磁性材料中磁结构、磁畴结构和拓扑磁结构以及相互之间的关系. 一方面, 磁畴结构由材料的磁结构、内禀磁性和微结构因素决定; 另一方面, 磁畴结构决定了材料磁化和退磁化过程以及技术磁性. 拓扑学与材料物理、材料性能的联系越来越紧密. 最近的研究兴趣集中在一些拓扑磁性组态, 如涡旋、磁泡、麦纫、斯格米子等. 研究发现这些拓扑磁结构的拓扑性质与磁性能密切相关. 然后从尺寸效应、缺陷、晶界三个方面介绍国际学术界在磁结构、磁畴结构和拓扑磁结构方面的进展. 最后介绍了在稀土永磁薄膜材料的微观结构、磁畴结构和磁性能关系、交换耦合纳米盘中的拓扑磁结构及其动力学行为方面的工作. 通过对文献的评述, 得到以下结论: 开展各向异性纳米复合稀土永磁材料的研究对更好地利用稀土资源具有重要的意义. 可以有目的地改变材料的微结构, 可控地进行磁性材料的磁畴工程, 最终获得优秀的磁性能. 拓扑学的概念正在应用于越来越多的学科领域, 在越来越多的材料中发现拓扑学的贡献. 研究磁畴结构、拓扑磁性基态或者激发态的形成规律以及动力学行为对理解量子拓扑相变以及其他与拓扑相关的物理效应是十分重要的. 也会帮助理解不同拓扑学态之间相互作用的物理机制及其与磁性能之间的关系, 同时拓展拓扑学在新型磁性材料中的应用.
基于质心迭代估计的无线传感器网络节点定位算法
蒋锐, 杨震
2016, 65 (3): 030101. doi: 10.7498/aps.65.030101
摘要 +
针对无线传感器网络非测距定位方法的应用, 提出了基于质心迭代估计的节点定位算法. 该算法首先计算当前连通信标节点所围成的平面质心的坐标及其与未知节点间的接收信号强度, 然后用计算所得质心节点替代距离未知节点最远的连通信标节点, 缩小连通信标节点所围成的平面, 并通过多次迭代的方法提高节点定位精度. 仿真实验结果表明, 该算法的各项指标均为良好, 适用于无线传感器网络的节点定位.
基于混沌理论和改进径向基函数神经网络的网络舆情预测方法
魏德志, 陈福集, 郑小雪
2015, 64 (11): 110503. doi: 10.7498/aps.64.110503
摘要 +
网络舆情发展趋势具有混沌系统的特征, 提出一种基于EMPSO-RBF神经网络的方法对网络舆情的发展趋势进行预测. 首先根据Lyapunov指数证明网络舆情具备混沌的特征, 然后对网络舆情时间序列数据进行相空间重构, 最后采用EMPSO-RBF方法进行预测, 并和其他模型进行对比试验, 实验结果表明EMPSO-RBF方法具有较高精确度.
平面异质结有机-无机杂化钙钛矿太阳电池研究进展
王福芝, 谭占鳌, 戴松元, 李永舫
2015, 64 (3): 038401. doi: 10.7498/aps.64.038401
摘要 +
高效低成本太阳电池的研发是太阳能光伏技术大规模推广应用的关键. 近年来兴起的有机- 无机杂化钙钛矿(以下简称钙钛矿)太阳电池因具有光电能量转换效率高、制备工艺简单等优点, 引起了学术界和产业界的广泛关注, 具有广阔的发展前景. 其中平面异质结钙钛矿太阳电池因具有结构简单, 可低温制备等诸多优点, 成为目前研究的一个重要方向. 平面异质结钙钛矿太阳电池分为n-i-p型和p-i-n型两种结构. 其中钙钛矿分别与电子传输层和空穴传输层形成两个界面, 在这两个界面上实现电子和空穴的快速分离. 电子传输层和空穴传输层分别为电子和空穴提供了独立的输运通道. 平面异质结结构有利于钙钛矿太阳电池中电子和空穴的分离、传输和收集. 此外, 该结构不需要高温烧结的多孔结构氧化物骨架, 扩大了电子和空穴传输材料的选择范围. 可以根据钙钛矿材料的能带分布及载流子传输特性, 来选择能级和载流子传输速率更为匹配的传输材料. 本文对钙钛矿的材料特性, 平面异质结结构的由来及发展进行了简要的概述. 其中重点介绍了平面异质结钙钛矿太阳电池的结构特征、工作机理、钙钛矿/电荷传输层的界面特性, 以及电池性能的优化, 包括钙钛矿薄膜制备、空穴和电子传输层的优化等. 最后对钙钛矿电池的发展前景及存在问题进行了阐述, 为今后高效、稳定钙钛矿太阳电池的研究提供参考.
基于优化核极限学习机的风电功率时间序列预测
李军, 李大超
2016, 65 (13): 130501. doi: 10.7498/aps.65.130501
摘要 +
针对时间序列预测, 在单隐层前馈神经网络的基础上, 基于进化计算的优化策略, 提出了一种优化的核极限学习机(optimized kernel extreme learning machine, O-KELM)方法. 与极限学习机(extreme learning machine, ELM)方法相比, 核极限学习机(kernel extreme learning machine, KELM)方法无须设定网络隐含层节点的数目, 以核函数表示未知的隐含层非线性特征映射, 通过正则化最小二乘算法计算网络的输出权值, 它能以极快的学习速度获得良好的推广性. 在KELM的基础上, 分别将遗传算法、模拟退火、微分演化三种进化算法用于模型的结构输入选择、正则化系数以及核参数的优化选取, 以进一步提高网络的性能. 将O-KELM方法应用于标准Mackey-Glass混沌时间序列预测及某地区的风电功率时间序列预测实例中, 在同等条件下, 还与优化的极限学习机(optimized extreme learning machine, O-ELM)方法进行比较. 实验结果表明, 所提出的O-KELM方法在预测精度上优于O-ELM方法, 表明了其有效性.
分立式与分布式光纤传感关键技术研究进展
刘铁根, 于哲, 江俊峰, 刘琨, 张学智, 丁振扬, 王双, 胡浩丰, 韩群, 张红霞, 李志宏
2017, 66 (7): 070705. doi: 10.7498/aps.66.070705
摘要 +
光纤传感技术已广泛应用于航空航天、石油化工、电子电力、土木工程、生物医药等领域,其技术形式主要体现为分立式和分布式.分立式光纤传感技术利用光纤敏感器件作为传感器来感知被测参量的变化,光纤作为光信号的传输通道连接光纤传感器及后端的解调装置;分布式光纤传感系统基于光纤瑞利散射、拉曼散射或布里渊散射等光学效应,利用光纤本身作为传感器,可对沿途的光信号进行大范围、长距离传感.本文介绍了分立式与分布式光纤传感中主要关键技术的研究进展,并对未来的研究和发展方向进行了探讨.
长距离分布式光纤传感技术研究进展
饶云江
2017, 66 (7): 074207. doi: 10.7498/aps.66.074207
摘要 +
分布式光纤传感技术是光纤传感领域的重要组成部分,具有以下突出优势:无需在光纤上制作传感器,传感光纤集传感与传输于一体,可实现远距离、大范围的传感与组网;可连续感知光纤传输路径上每一点的温度、应变、振动等物理参量的空间分布和变化信息,单根光纤上能获得多达数万点的传感信息.由于在长距离连续传感方面具有不可替代的优势,分布式光纤传感技术在周界安防、石油电力、大型结构等领域的安全监控方面具有非常广阔的应用前景.本文主要介绍电子科技大学光纤传感与器件研究团队在长距离分布式光纤静(布里渊光时域分析仪)、动(相位敏感型光时域反射仪)态参量传感技术取得的研究进展,包括基础与应用研究两个方面.
水热法合成纳米花状二硫化钼及其微观结构表征
傅重源, 邢淞, 沈涛, 邰博, 董前民, 舒海波, 梁培
2015, 64 (1): 016102. doi: 10.7498/aps.64.016102
摘要 +
本文以钼酸钠、硫代乙酰胺为前驱体, 硅钨酸为添加剂, 成功用水热法合成高纯度纳米花状二硫化钼. 产物特性用X射线衍射(XRD)、能量色散谱(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)进行表征. XRD和EDS图显示实验产物为二硫化钼, 且其结晶度和层状堆垛良好. SEM图谱则表明二硫化钼为纳米花状结构, 颗粒直径300 nm左右, 由几十上百片花瓣组成, 每片花瓣厚度十个纳米左右. 通过以硅钨酸为变量的梯度实验, 研究发现, 硅钨酸对于纳米花状MoS2的形成具有重要作用, 不添加硅钨酸, 无法形成纳米花状MoS2, 此外, 硅钨酸的剂量会影响合成MoS2的大小和形貌. 本文还对纳米花状二硫化钼的形成机理做了初步的讨论.
基于领域相似度的复杂网络节点重要度评估算法
阮逸润, 老松杨, 王竣德, 白亮, 陈立栋
2017, 66 (3): 038902. doi: 10.7498/aps.66.038902
摘要 +
节点重要性度量对于研究复杂网络鲁棒性与脆弱性具有重要意义.大规模实际复杂网络的结构往往随着时间不断变化,在获取网络全局信息用于评估节点重要性方面具有局限性.通过量化节点局部网络拓扑的重合程度来定义节点间的相似性,提出了一种考虑节点度以及邻居节点拓扑重合度的节点重要性评估算法,算法只需要获取节点两跳内的邻居节点信息,通过计算邻居节点对之间的相似度,便可表征其在复杂网络中的结构重要性.基于六个经典的实际网络和一个人工的小世界网络,分别以静态与动态的方式对网络进行攻击,通过对极大连通系数与网络效率两种评估指标的实验结果对比,证明了所提算法优于基于局域信息的度指标、半局部度指标、基于节点度及其邻居度的WL指标以及基于节点位置的K-shell指标.
新型空穴传输材料在钙钛矿太阳能电池中的研究进展
宋志浩, 王世荣, 肖殷, 李祥高
2015, 64 (3): 033301. doi: 10.7498/aps.64.033301
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钙钛矿太阳能电池是一种全新的全固态薄膜电池. 报道的能量转换效率已提高到19.3%, 成为可再生能源领域的热点研究方向. 空穴传输材料是构成高效钙钛矿太阳能电池的重要组分之一. 本文介绍了钙钛矿太阳能电池的基本结构, 对空穴传输材料的分子结构、能级水平和迁移率等对电池性能的影响进行了详细的总结和评述.
基于变分模态分解-传递熵的脑肌电信号耦合分析
谢平, 杨芳梅, 李欣欣, 杨勇, 陈晓玲, 张利泰
2016, 65 (11): 118701. doi: 10.7498/aps.65.118701
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皮层肌肉功能耦合是大脑皮层和肌肉组织间的相互作用, 脑肌电信号的多尺度耦合特征可以体现皮层-肌肉间多时空的功能联系. 本文引入变分模态分解并与传递熵结合, 构建变分模态分解-传递熵模型应用于脑肌间耦合研究. 首先基于变分模态分解将同步采集的脑电(EEG) 和肌电(EMG) 信号分别进行时频尺度化, 然后计算不同时频尺度间的传递熵值, 获取不同耦合方向(EEGEMG 及EMGEEG) 上不同尺度间的非线性耦合特征. 结果表明, 在静态握力输出条件下, 皮层与肌肉beta (1535 Hz) 频段间的耦合强度最为显著; EEGEMG 方向上脑电与肌电高gamma (5072 Hz) 频段的耦合强度总体上高于EMGEEG 方向.研究结果揭示皮层-肌肉功能耦合具有双向性, 且脑肌间不同耦合方向上、不同频段间的耦合强度有所差异.因此可利用变分模态分解-传递熵方法定量刻画大脑皮层与肌肉各时频段之间的非线性同步特征及功能联系.
带有未知非对称控制增益的不确定分数阶混沌系统自适应模糊同步控制
刘恒, 李生刚, 孙业国, 王宏兴
2015, 64 (7): 070503. doi: 10.7498/aps.64.070503
摘要 +
针对带有非对称控制增益的不确定分数阶混沌系统的同步问题设计了模糊自适应控制器. 模糊逻辑系统用来逼近未知的非线性函数, 非对称的控制增益矩阵被分解为一个未知的正定矩阵、一个对角线上元素为+1或-1的已知对角矩阵和 一个未知的上三角矩阵的乘积. 基于分数阶Lyapunov稳定性理论构造了模糊控制器以及分数阶的参数自适应律, 在保证所有变量有界的情况下实现驱动系统和响应系统的同步. 在分数阶系统稳定性分析中给出了一种平方Lyapunov函数的使用方法, 根据此方法很多针对整数阶系统的控制方法可以推广到分数阶系统中. 最后数值仿真结果验证了所提控制方法的可行性.
层状二硫化钼研究进展
顾品超, 张楷亮, 冯玉林, 王芳, 苗银萍, 韩叶梅, 张韩霞
2016, 65 (1): 018102. doi: 10.7498/aps.65.018102
摘要 +
近年来, 层状二硫化钼由于其特殊的类石墨烯结构和独特的物理化学性质已成为国内外研究的热点. 本文综述了层状二硫化钼的物理结构、价带结构和光学性质; 介绍了制备方法, 包括生长制备和剥离制备. 生长制备的原料包括四硫代钼酸铵((NH4)2MoS4)、钼(Mo)和三氧化钼(MoO3)等. 剥离制备包括微机械剥离、液相超声法、锂离子插层法和电化学锂离子插层法等. 归纳了层状二硫化钼在场效应晶体管、传感器和存储方面的应用, 展望了层状二硫化钼的研究前景.
基于度的正/负相关相依网络模型及其鲁棒性研究
陈世明, 吕辉, 徐青刚, 许云飞, 赖强
2015, 64 (4): 048902. doi: 10.7498/aps.64.048902
摘要 +
利用典型的Barabási-Albert无标度网络构建了基于度的正/负相关相依网络模型, 该模型考虑子网络间的相依方式及相依程度, 主要定义了两个参数F和K, F表示相依节点比例, K表示相依冗余度. 在随机攻击及基于度的蓄意攻击模式下, 针对网络的级联失效问题, 研究了不同的F值和K值对该相依网络模型鲁棒性的影响, 与随机相依网络模型进行了对比研究. 仿真结果表明:无论是随机相依或是基于度的正/负相关相依网络, 其鲁棒性都是随着F的增大而减弱, 随着K的增大而增强; 在随机攻击下, 全相依模式(F=1)时, 基于度正相关相依网络模型鲁棒性最优, 部分相依模式 (F =0.2, 0.5, 0.8)时, 基于度的负相关相依网络模型则表现出更好的鲁棒性. 而在基于度的蓄意攻击下, 无论F为何值, 基于度的正相关相依网络模型表现出弱鲁棒性.
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