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掺杂3d过渡金属的半导体非磁性TiBr₂二卤化物:电子与磁性质
TiBr₂作为一种二维材料,其独特的物理特性使其在电子学和自旋电子学领域展现出广阔的应用前景。近年来,随着对二维过渡金属二卤化物(TMDHs)研究的深入,TiBr₂因其在结构稳定性、能带特性以及自旋轨道耦合效应等方面的优异表现,逐渐成为研究的热点。本研究通过自旋极化的第一性原理计算方法,系统地探讨了TiBr₂单层在掺杂3d过渡金属(TM)元素后的电子和磁性特性。研究结果不仅揭示了TiBr₂单层的基本性质,还进一步分析了不同掺杂元素对其性能的影响,为开发新型自旋电子器件提供了重要的理论依据。TiBr₂单层在未掺杂状态下的基本特性是其研究的基础。根据计算结果,TiBr₂单层具有非磁性的半导体行为,
来源:Polyhedron
时间:2025-08-12
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自旋标记的N-烷基吡啶inium硝酸盐的结构与磁性质
谢尔盖·福金 | 斯维亚托斯拉夫·托尔斯蒂科夫 | 普拉顿·切尔纳文 | 阿尔捷姆·博戈莫亚科夫 | 加林娜·罗曼年科国际断层扫描中心,Institskaya街3a号,新西伯利亚630090,俄罗斯摘要合成了一系列含有顺磁阳离子的新盐类——N-烷基吡啶鎓硝酸盐(NNp/mR)NO3(其中NNp/mR表示2-(4-N-R-吡啶鎓)-和2-(3-N-R-吡啶鎓)-4,4,5,5-四甲基-4,5-二氢-1H-咪唑-1-氧基-3-氧化物;R = Me, Et),并对它们的结构和磁化学性质进行了研究。所有化合物((NNpMe)NO3、(NNmMe)NO3•1/3MeCN•1/6H2O和(NNpEt)NO
来源:Polyhedron
时间:2025-08-12
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通过同步机械剥离法制备石墨烯/聚苯胺复合材料及其在弹性纤维超级电容器中的应用
方子君|田迪|范炳杰|张友芳|王珂摘要随着可穿戴电子设备对柔性储能设备需求的不断增长,纤维超级电容器的发展也得到了推动。本研究提出了一种一步法同步机械化学策略,用于制备可拉伸超级电容器的石墨烯/聚苯胺(Graphene/PANI)复合材料。通过高速剪切力与苯胺分子插层的协同作用,石墨被剥离成少层石墨烯片,并通过π-π共轭作用稳定下来,随后在石墨烯表面原位聚合聚苯胺(PANI)。将石墨烯/PANI复合材料通过浸涂和干燥方法沉积在氨纶纤维(SF)上,形成可拉伸电极(Graphene/PANI@SF)。优化后的电极在1 mA cm−1电流下可达到757.9 mF cm−1的高电容,并具有优异的倍率性
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高性能FEP三元共聚物的分子结构与宏观性能之间的关系:通过系统性和多尺度分析进行研究
方子军|田迪|范炳杰|张友芳|王凯摘要随着可穿戴电子设备对柔性储能设备需求的增长,纤维状超级电容器的发展势头日益强劲。本研究提出了一种一步法同步机械化学策略,用于制备可拉伸超级电容器的石墨烯/聚苯胺(Graphene/PANI)复合材料。通过高速剪切力与苯胺分子插层的协同作用,石墨被剥离成少层石墨烯片,并通过π-π共轭作用进行稳定;随后在石墨烯表面原位聚合聚苯胺(PANI)。再将石墨烯/PANI复合材料通过浸涂和干燥工艺沉积到氨纶纤维(SF)上,形成可拉伸电极(Graphene/PANI@SF)。优化后的电极在1 mA cm−1电流下可实现757.9 mF cm−1的高电容,并具有优异的倍率性
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在氧化石墨烯存在下,非平衡聚合物熔体中纠缠形成的冻结过程
这项研究聚焦于石墨烯氧化物(GO)对解缠结超高分子量聚乙烯(dis-UH)在热和流变性能方面的影响,以及这些影响在两种关键应用中的意义:与商用高密度聚乙烯(HDPE)进行熔融共混以及在固态加工后的带材。同时,研究还探讨了聚合物科学中的一个基本问题——熔体记忆的起源。通过观察和分析,研究人员发现,将dis-UH在160°C的熔体中进行热退火,能够揭示其缠结状态的异质性。这种动态异质性在非平衡聚合物熔体中表现得尤为明显,其特征是出现第二熔融峰,这一峰的焓贡献会随着退火时间的不同而变化。这表明,非平衡熔体中存在不同区域的缠结状态,而热处理可以改变这种状态。流变学分析表明,当将0.75 wt.%的GO
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聚合结构调制赋予聚丙烯共聚物优异的介电性能,使其成为环保电缆绝缘材料的理想选择
聚丙烯(PP)因其稳定的结构和优异的绝缘性能,尤其是在高温环境下,被认为是一种适用于高压直流电缆绝缘材料的理想选择。随着对更高电压等级和更大传输容量的需求增长,PP在电缆绝缘领域的应用前景广阔。相较于传统的交联聚乙烯(XLPE)电缆,PP绝缘电缆在整个生命周期中展现出显著的环境优势。这些优势包括采用更清洁的生产工艺、运行过程中能量损耗较低以及在使用寿命结束后可完全回收利用。因此,PP在电缆绝缘领域引发了广泛关注。然而,尽管PP具有优良的绝缘性能,其纯聚丙烯(PPH)版本在实际应用中仍存在一定的局限性。PPH的高刚性使其难以直接作为电缆的主绝缘材料,特别是在需要提高材料韧性的情况下。为了满足实际
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聚环氧乙烷与β-聚(L-乳酸)在水表面的蒸发结晶
钱倩|杉梅|于世辰|卡尔·T·弗纳|克里斯托弗·Y·李德雷塞尔大学材料科学与工程系,美国宾夕法尼亚州费城19104摘要水表面蒸发结晶(ECWS)为调控聚合物结晶路径提供了一种独特的方法。最近的研究表明,聚(L-乳酸)(PLLA)在ECWS过程中可以形成双相的一维(1D)和二维(2D)晶体。在本研究中,我们报道了聚(环氧乙烷)-b-聚(L-乳酸)(PEO-b-PLLA)的ECWS行为。利用原子力显微镜(AFM)和透射电子显微镜(TEM)跟踪了这种嵌段共聚物的结构和形态演变。实验中仅观察到了一维纳米纤维,并系统研究了其形成过程。通过改变聚合物浓度、蒸发速率和温度等ECWS条件来理解形成机制并调控结
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在室温下自修复的玻璃态热固性材料中利用双交联网络,这些材料具有两种不同的玻璃化转变
本研究探讨了一种创新的策略,旨在开发具有室温自修复能力的高强度玻璃态热固性聚合物。这一领域的研究具有重要的实际意义,因为传统的热固性材料一旦固化后,通常无法自我修复,导致其在长期使用中容易因微裂纹的形成而性能下降,影响使用寿命和可靠性。通过引入双交联策略,研究人员成功实现了在不牺牲刚度的前提下,使热固性材料在室温下具备出色的自修复性能。这种策略结合了共价交联和非共价相互作用,使得材料在受到损伤后能够通过动态的分子结构重组恢复其原有功能。这一成果为高性能复合材料的设计和应用提供了新的思路。自修复能力是聚合物材料领域的一个重要研究方向,它赋予材料更高的耐久性和更长的使用寿命。然而,开发能够在室温下
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混合机器学习优化在太阳辐射预测中的应用
太阳能辐射预测在优化太阳能能源系统和提升能源资源配置方面起着至关重要的作用。随着全球对可再生能源的需求不断增长,准确预测太阳辐射水平对于推动可持续发展和应对气候变化具有重要意义。本研究评估了五种先进的机器学习模型——XGBoost、AdaBoost、CatBoost、LightGBM 和基于直方图的梯度提升模型(HGB)——在澳大利亚三个不同气候区域(艾丽斯泉、达尔文和滕塔克克)的每小时太阳能辐射预测表现。通过引入Nelder–Mead优化方法进行超参数调整,并结合局部可解释模型无关解释(LIME)技术进行特征选择,研究显著提升了模型的预测性能。此外,使用SHapley Additive ex
来源:Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C
时间:2025-08-12
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RDANet:一种基于Retinex分解注意力机制的低光照图像增强网络
高星云|张伟波|庄培贤|赵文毅|张卫东河南科技大学信息工程学院,新乡453003,中国摘要在低光照条件下,由于照明不足,图像质量显著下降,导致细节丢失、对比度降低和颜色失真。为了解决这些问题,我们提出了一种基于Retinex的低光照图像增强方法,称为RDANet。首先,我们采用了一种软门控的像素级级联注意力模块来计算每个像素与其相邻像素之间的响应差异。通过将通道维度的全局信息与像素级别的局部显著性相结合,该模块能够实现更精确的特征调制,有效增强细节恢复并抑制噪声。随后,我们使用改进的Retinex分解模型将预处理后的图像精确地分离为光照和反射率分量,从而便于噪声抑制和细节保留。大量实验表明,R
来源:Pattern Recognition Letters
时间:2025-08-12
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非易失性In3SbTe2发射器,适用于可切换的可见光和红外伪装,并集成了热管理功能
Jinlong Huang|Xiuyu Chen|Shuwen Zheng|Mengdan Qian|Chunyu Deng|Yufang Liu中国河南省新乡市河南师范大学物理学院,红外光谱测量与应用河南省重点实验室,453007摘要多光谱检测技术的进步日益挑战传统的静态伪装方法。本文研制了一种基于ZnS/Ge/IST材料的可切换波长选择性发射器,该材料利用了相变材料In3SbTe2(IST)。这种发射器能够在可见光(VIS)、中波红外(MWIR)和长波红外(LWIR)波段实现伪装调制。其MWIR发射率可在0.77(非晶态IST,aIST)和0.27(晶态IST,cIST)之间动态调节,同时
来源:Optics & Laser Technology
时间:2025-08-12
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准束缚态与分子振动之间的中红外强耦合的双参数协同调节
本研究提出并探讨了一种包含双分裂环全介质超表面与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)层的混合系统,旨在实现中红外波段的强光-物质耦合。研究结果表明,由磁偶极子主导的准连续态束缚(QBIC)模式的品质因子(Q因子)强烈依赖于双分裂环的分裂角度。在混合系统的透射曲线中观察到了显著的光谱分裂现象,这证实了QBIC模式与PMMA分子中碳-氧双键伸缩振动模式之间的相干耦合。通过耦合振子模型(COM)进行精确拟合,进一步确认了系统中存在强耦合状态。本研究的一个关键创新点在于引入了双参数协同调控策略,即通过同时调整双分裂环的分裂角度和PMMA层的厚度,实现了对光-物质耦合强度的系统性调控,使得拉比分裂值超过了10
来源:Optical Materials: X
时间:2025-08-12
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激光参数对WC-Co多尺度表面纹理的影响:形成、表征与优化
激光技术自1960年问世以来,逐渐成为表面工程领域的重要工具。其在材料加工、表面改性及功能表面制造等方面展现出独特的优势,包括高精度、高适应性和环境友好性。然而,由于初始投资较高,其应用仍受到一定限制。在众多表面工程技术中,激光表面纹理(Laser Surface Texturing, LST)因其在提高材料性能方面的潜力而受到广泛关注。特别是在切削工具领域,LST能够改善润滑效果、降低切削力和温度,从而提升切削过程的效率和工具寿命。本研究聚焦于Tungsten Carbide-10% Cobalt(WC-10% Co)材料,这是一种广泛应用于金属切削工具的材料。研究采用CB3-40 W固态脉
来源:Optics & Laser Technology
时间:2025-08-12
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基于多传感器数据的低浓度气体火焰燃烧状态的多角度自适应识别
本文主要探讨了一种利用激光诱导金属沉积技术(Laser-Induced Metal Deposition,简称LIMD)制造透明微尺度金属电极的新方法,并将其应用于多层智能窗户的构建中。研究团队通过分析飞秒(femtosecond,fs)和皮秒(picosecond,ps)激光脉冲持续时间对电极性能的影响,探索了不同激光参数下电极尺寸的调控机制,从而为智能窗户的开发提供了新的思路。智能窗户作为现代建筑中的一种创新技术,具有调节可见光和红外光透射率的功能,能够提升室内舒适度并降低能源消耗。传统的透明导电材料如氧化铟锡(Indium Tin Oxide,简称ITO)虽然被广泛应用,但其存在成本高、
来源:Optical Materials: X
时间:2025-08-12
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由圆偏振光照射的球形透镜正后方光学涡旋的行为
在光学领域,研究光的聚焦特性一直是重要的课题,特别是在光的偏振状态对聚焦光斑形状和光束传播特性的影响方面。本研究通过理论分析与数值模拟相结合的方式,探讨了不同偏振状态的光在通过球面透镜后所形成的光涡结构及其对光斑形态的影响。研究结果揭示了光涡在光的聚焦过程中所起的关键作用,为理解光的轨道角动量和能量流动提供了新的视角。当使用右旋圆偏振光进行聚焦时,研究发现光涡会在球面透镜的后方立即形成。具体而言,对于电场的两个横向投影,形成的光涡具有拓扑电荷为2的特性;而对于电场的纵向投影,则形成拓扑电荷为1的光涡。这一现象的形成机制在于,当以具有拓扑电荷为–2的光涡作为入射光,使用右旋圆偏振光照射球面透镜时
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在偏振敏感的光镊中,原位探测双折射水磷钙石微球的结晶动态
透明微尺度金属电极的制备技术在现代电子和光学器件中扮演着至关重要的角色,尤其是在智能窗户等需要高透明度与良好导电性的应用领域。本文探讨了一种基于激光诱导金属沉积(Laser-Induced Metal Deposition, LIMD)技术的创新方法,用于在玻璃基底上制造透明微尺度电极,并进一步评估了其在多层智能窗户结构中的应用潜力。该技术的核心是“选择性表面激活诱导激光”(Selective Surface Activation Induced by Laser, SSAIL),它通过三步流程实现铜电极的精确沉积,为开发高效、低成本且可持续的智能窗户提供了一种新的解决方案。### 透明电极的
来源:Optical Materials: X
时间:2025-08-12
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一种基于抗谐振光纤的湿度传感器,用于呼吸监测和非接触式皮肤检测
随着科技的不断进步,碳纤维增强复合材料(CFRP)因其轻质、高强度和高刚度等优异性能,在航空航天、汽车制造、海洋工程、风力发电以及高端民用产品等领域得到了广泛应用。然而,CFRP材料在加工过程中面临着诸多挑战,尤其是热损伤和加工效率低下这两个关键问题。为了解决这些问题,研究者们正在积极探索新的加工方法,其中超快激光加工因其非接触、高精度和低损伤的特点,被认为是一种极具前景的解决方案。但在实际应用中,由于CFRP材料中碳纤维与树脂基体的热物理性能差异较大,激光加工过程中容易产生较大的热影响区(HAZ),这不仅影响了加工质量,还可能对材料的性能和使用寿命造成严重影响。因此,如何有效抑制热损伤,提高
来源:Optics & Laser Technology
时间:2025-08-12
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基于环形微纤维谐振器的盐度和温度的同时测量
随着海洋开发活动的不断加强和全球气候变化的影响,对海水盐度和温度的精确测量变得尤为重要。这些参数不仅是理解海洋动力学的关键,还对监测海洋生态系统的健康状况起着决定性作用。因此,研究者们正在积极开发能够同时测量这两种参数的传感器,以满足海洋科学研究和资源利用的需求。近年来,光纤传感器因其独特的性能优势,如抗电磁干扰、耐腐蚀、体积小巧和高灵敏度,逐渐成为海洋监测的重要工具。光纤传感器的发展推动了多种新型传感器的出现,包括基于微光纤的盐度和温度检测装置。然而,传统的电子测量方法,如使用电导率传感器测量盐度,或利用热敏电阻测量温度,存在诸多问题,如易受电磁干扰、耐腐蚀性差以及测量精度受环境因素影响较大
来源:Optical Fiber Technology
时间:2025-08-12
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为了提高对浅水、地貌复杂的河口区域中细小悬浮沉积物的空间分辨估计精度
在沿海生态系统中,悬浮沉积物浓度(SSC)扮演着至关重要的角色。作为沿海生态系统动态的一部分,悬浮沉积物不仅影响地貌特征,还控制着水体中的光透射率,并作为污染物的运输媒介。因此,大规模监测悬浮沉积物浓度对于理解湿地的适应能力,从而保护周围的沿海生态系统具有重要意义。本文提出了一种新的模型,旨在通过结合间歇性卫星观测和基于过程的数值模拟(Delft3D-Flow)来实现对当前和未来河口环境中悬浮沉积物浓度的连续估计。这种模型的开发解决了传统数值模拟在精度和适用性上的不足,特别是在复杂潮间带河口地区,由于难以获取足够的现场验证数据,使得模型的准确性难以提高。### 模型的开发与应用该模型的构建分为
来源:Ocean Modelling
时间:2025-08-12
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利用单一模型集合探讨非潮汐边缘海域的变异性
本研究聚焦于波罗的海这一特殊的半封闭海域,探讨其水体质量转化(Water Mass Transformation, WMT)与主要波罗的海流入(Major Baltic Inflow, MBI)事件的自然变异性。波罗的海的水体质量转化与大尺度的环流密切相关,这种环流是由咸水流入、淡水排放以及水体质量转化共同作用形成的。然而,由于波罗的海是一个非潮汐的大型河口,其水体质量转化的短时间尺度分析通常受到数据采集限制。因此,研究团队采用单模型集合模拟的方法,通过扰动初始条件生成多个模拟结果,从而揭示系统内部的自然变异性,以及在不同时间尺度上水体质量转化的特征。波罗的海的地理位置决定了其对流入事件的高度
来源:Ocean Modelling
时间:2025-08-12