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近期目录
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Vol.74 No.1
2025年01月05日
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Vol.73 No.24
2024年12月20日
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Vol.73 No.23
2024年12月05日
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Vol.73 No.22
2024年11月20日
- 全部过刊
摘要 +
载能离子入射带负电的离子收集沉积结构过程中会发生离子溅射, 一种常用于离子加速过程的结构为圆形金属丝, 持续大量离子入射会引起金属丝的表面损失, 影响金属丝的服役性能及使用寿命. 目前, 由于常用于计算溅射产额的SRIM软件无法考虑合金晶体结构中包含的多体相互作用问题, 在高能离子入射合金靶材的溅射产额计算上具有较大误差, 因此本文基于分子动力学方法结合Langevin控温模型建立了高能金属离子入射合金靶材的离子溅射参数计算模型, 该模型具备持续入射过程中合金表面不同状态下的离子溅射参数计算功能, 利用该模型计算得到了用于离子加速的阴极金属丝的典型服役寿命, 试验值与理论值偏差<10%, 验证了理论模型的准确性和适用性, 基于此模型进行了金属丝服役寿命提升的理论优化, 并提出了使用Ni-Ti合金提升金属丝寿命的方法.
摘要 +
局域化是物理学中一个基础且极具潜力的研究领域. 基于广义Su-Schrieffer-Heeger模型, 本文针对其非厄米项以准周期、非对角形式出现的特点, 提出了一种新的分析框架, 旨在分别探讨体态与边缘态的局域化特性. 对于体态, 它可以经历由准无序诱导的扩展-共存-局域-共存-局域的转变, 或者是由非厄米特性引起的共存-局域-共存-局域的转变. 同时边缘态可以被破坏和恢复, 且其拓扑相变与局域化转变完全同步. 最后, 发现在局域化转变点处归一化参与率的导数展现出明显的不连续性. 本文的结果不仅展示了体态和边缘态局域化性质的多样性, 而且为局域化研究开辟了一个新的研究视角.
摘要 +
在神经系统中, 脑疾病的发生往往对应着神经系统的临界转迁与神经元的异常放电, 因此对临界转迁的早期预警信号(EWS)的研究有助于预测神经元的放电行为, 从而预防脑疾病的发生. 传统EWS, 如自相关系数、方差等指标, 虽然能对动力系统的分岔点进行早期预警, 但其无法对分岔类型进行区分. 而基于功率谱的EWS可以有效预测分岔点并区分分岔类型, 且在气候及生态模型上的预测效果良好. 本文将基于功率谱的EWS应用在神经元系统中, 先后考察了Morris-Lecar和Hindmarsh-Rose模型神经元放电所对应的4种余维一分岔点前的临界现象, 分别计算了传统EWS和基于功率谱的EWS, 并进行对比分析. 结果表明基于功率谱的EWS能有效预测神经元放电, 并且能对不同神经元的I型兴奋和II型兴奋作出区分. 本研究对神经系统的临界转迁的预测有着重要的指导意义, 对神经系统疾病的诊断和治疗有着重要的启示作用.
摘要 +
神经网络具有强大的建模能力和对大规模数据的适应性, 在拟合核质量模型参数方面表现出显著效果. 本研究旨在探索神经网络拟合核质量模型参数的问题: 采用多层感知机(multilayer perceptron, MLP)神经网络结构, 评估不同参数下Adam优化器的训练效果, 训练出准确的模型参数. 研究发现, 基于AME2020数据, 更新系数后的BW2核质量模型在双幻数以及重核区域的均方根误差降低明显; BW3模型重新拟合后的全局均方根误差为1.63 MeV, 较之前1.86 MeV有所降低. 结果表明, 该方法能够有效地拟合模型参数, 并具有良好的拟合性能和泛化能力. 这项研究为BW系列核质量模型的系数提供了新的拟合方法, 也为其他核质量寻求最佳拟合参数提供了有益的参考.
摘要 +
非弹性中子散射谱是材料科学和物理学研究中的关键工具, 其通过观测中子与物质相互作用后的能量和动量变化, 揭示材料的微观动力学特性. 该技术为定量描述材料的声子色散和磁性激发提供了重要信息. 非弹性中子散射谱仪根据单色中子的选择方法, 可分为三轴谱仪和飞行时间谱仪. 三轴谱仪具有高信噪比、高灵活性, 并且对特定测量点能进行精确追踪; 而飞行时间谱仪则通过多种手段显著提升实验效率. 非弹性中子散射谱仪的应用范围相当广泛, 在磁性、超导、热电、催化等诸多材料的机理研究方面, 均体现出在推动前沿科学发展中的不可或缺性. 中国散裂中子源的高能非弹性谱仪是国内首台飞行时间中子非弹性谱仪, 凭借其创新的费米斩波器设计, 成功实现了高分辨率与多能量的共存, 同时实验可用的单束中子支数达到了国际领先水平.
摘要 +
晶格动力学是众多前沿能源材料的重要物理基础. 许多优秀的能源材料具有亚晶格嵌套结构, 其晶格动力学非常复杂, 这给理解材料的物理机制带来了巨大挑战. 中子散射技术兼具高的能量和动量分辨率, 可以同时表征物质结构和复杂晶格动力学, 近年来在研究能源材料物理机制方面发挥了重要作用. 本文首先详细介绍了能源材料研究中常用的几种中子散射技术, 包括中子衍射、中子全散射、准弹性中子散射以及非弹性中子散射等. 然后, 综述了近年来以中子散射为主要表征方法在能源材料领域所取得的一些重要研究进展, 包括超离子热电材料中的超低晶格热导率、固态电解质中的离子扩散机制、压卡材料中的塑晶态相变与构型熵、光伏材料中的晶格非谐性与载流子输运以及磁卡制冷材料中的一级磁-结构相变等. 在这些能源转换与存储材料中, 晶格动力学并不是独立起作用的, 它们在宏观物理性质中的作用总是通过不同自由度如亚晶格、电荷、自旋等的复杂关联作用或相互耦合来实现的. 通过这些典型实例, 希望为能源材料与晶格动力学的进一步深入研究提供参考.
摘要 +
通过852 nm连续激光和509 nm脉冲激光级联激发, 在室温铯原子气室中实现了里德伯原子电磁诱导透明(EIT)光谱. 509 nm纳秒激光脉冲功率~173 W, 脉冲重复频率在300 kHz—100 MHz范围连续可调, 脉宽在1—100 ns范围连续可调. 实验研究了里德伯EIT光谱与509 nm脉冲激光参数的关系. 时域周期脉冲光在频域上等效为相干频率梳, 通过激光脉冲参数调节实现了可控速度群原子的里德伯态激发. 基于光脉冲激发的原子干涉光谱具有高信噪比, 在量子传感和量子模拟领域有潜在的应用价值.
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在裂纹模板法制备单层金属网格透明导电薄膜的基础上, 为提升其电磁屏蔽性能, 制备了双层金属网格透明导电薄膜. 通过旋涂法和提拉法工艺分别得到双层裂纹模板后, 进而制备相应的双层金属网格透明导电薄膜. 首先对同样条件下采用旋涂法制备的单层和双层金属网格透明导电薄膜样品进行性能测试和对比, 可知双层结构相对于单层的透光率下降了10.9%, 在Ku波段(12—18 GHz)测试的电磁屏蔽效能提升了30 dB. 另外, 对提拉法制备的双层金属网格样品也进行了测试, 与同样条件制备的单层金属网格样品相比, 双层结构在损失8.38%的透光率前提下, 在Ku波段的电磁屏蔽效能提升了20 dB. 测试结果表明, 制备的双层金属网格透明导电薄膜在牺牲一定透光性能前提下可明显提升电磁屏蔽性能. 通过对基于裂纹模板法的双层金属网格透明导电薄膜的制备和性能研究, 可以充分利用裂纹模板法工艺的低成本优势制备高电磁屏蔽性能的双层金属网格透明导电薄膜.
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稳定的Casimir平衡点来源于Casimir能函数曲线在空间构成陷阱处的最小值. 本文提出了一种基于双液体的可调控Casimir平衡点. 在金属衬底上, 由于有机溶液和水之间的不相溶性, 形成分层液体体系. 密度低的溶液在上层, 而密度高的溶液在底层. 研究发现, 沉浸在甲苯或苯溶液中的金属悬浮薄片存在稳定的Casimir平衡点. 此外, 倒置的溴苯@水系统中也存在Casimir平衡点. 这些Casimir平衡点距离液体分层界面的高度可通过水层的厚度实现灵活调控. 最后, 还分析讨论了系统温度和水的离子浓度对Casimir平衡点的影响. 本文开辟了一种调控Casimir平衡点的新途径, 并对微纳尺度颗粒的“量子囚禁”具有重要意义.
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分数阶涡旋光束具有分数轨道角动量(fractional orbital angular momentum, FOAM)模式, 理论上可以无限增加传输容量, 因此在光通信领域具有巨大的应用前景. 然而, 分数阶涡旋光束在自由空间传播时, 螺旋相位的不连续性使其在实际应用中容易受到衍射的影响, 进而影响FOAM阶次识别的准确度, 严重制约基于FOAM的实际应用. 如何实现有衍射条件下的分数阶涡旋光的机器学习识别, 目前仍是一个亟需解决且少见诸报道的问题. 本文提出一种基于残差网络(residual network, ResNet)的深度学习(deep learning, DL)方法, 用于精确识别分数阶涡旋光衍射过程的传播距离和拓扑荷值. 实验结果表明, 该方法可以在湍流条件下识别传播距离为100 cm, 间隔为5 cm, 模式间隔为0.1的FOAM模式, 准确率为99.69%. 该技术有助于推动FOAM模式在测距、光通信、微粒子操作等领域的实际应用.
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