基于表面等离激元的量子相干效应的理论研究

起源于金属中自由电子集体振荡的表面等离激元,具有超小的光学模式体积和亚波长局域的近场增益,为纳米尺度上研究光和物质相互作用带来新的机遇．共振的纳米金属结构的近场区域,具有各向异性的珀塞尔系数,并且可以为量子体系提供近场激发．我们理论上演示了基于表面等离激元结构的单分子共振荧光、原子布居数的本征量子拍频及其在表面等离激元结构中的纳米尺度上的实现、表面等离激元诱导的各向异性珀塞尔系数导致的亚波长尺度自发辐射谱线的变化．这些结果在超紧凑的有源量子器件中有潜在应用．     

局域表面等离激元-量子复合体系中量子干涉的理论研究

局域表面等离激元与量子发射体构成的复合体系具有比其单个子单元更丰富的性质和功能.本文从理论上研究了量子干涉效应对复合体系吸收和散射性质的影响以及对原子体系非线性效应的调控.首先,由于存在不同跃迁通道之间的干涉,体系支持暗表面等离激元诱导的无布居数反转增益和光强依赖的吸收谱效应.其次,结构开放性诱导的干涉使复合体系能够在纳米尺度、中等强度耦合下调控散射场的光子统计性质.最后,基于表面等离激元的各向异性珀塞尔系数,在纳米尺度演示了对于克尔非线性的调控.这些发现丰富了该复合体系的吸收和散射性质以及原子体系的非线性性质,并且有可能用于量子态制备、带通滤波器、折射率传感、光子统计调控、片上的全光非线性器件等方面.     

高效蓝色有机发光材料与器件

有机半导体由于具有柔软性而可卷曲成形,具有可溶加工性而采用印刷成膜,从而使得加工成本有可能大大降低而受到广泛关注．本文针对有机发光材料中n型材料不足及宽能带与高电子传输性不可同时实现的难题,我们设计与合成了一系列的宽带电子传输材料并应用于蓝色磷光器件,实现了将近100％的内量子效率蓝色磷光．针对蓝色发光材料色度不纯的问题,我们设计了深蓝色荧光材料,其器件色度坐标CIE（0．15,0．08）,与NTSC标准蓝光相当接近,同时实现接近理论极限的外量子效率发光．针对器件中由于平面波导及表面等离激元等能量模式的损失,我们利用有机材料的自团聚现象在有机发光器件金属阴极上制备无规的纳米结构,把束缚能量转化成自由光子,使得顶出光效率提高到2．1—2．7倍,且不改变原有器件的发光光谱形状．     

专题：人工表面等离激元及其应用

人工表面等离激元是一种十分重要的亚波长电磁模式,基于这种波长较短的新型电磁模式,可开发薄层化、轻量化、小型化的新型电磁材料与器件,在航空、航天、通信、隐身等领域具有十分重要及广阔的应用前 景。本专题依托国家重点研发计划“高端功能与智能材料”“超材料加工制造关键技术与典型应用”、国家自然 科学基金“基于人工表面等离激元色散调控的天线 天线罩一体化隐身设计研究”等项目设立,聚焦国内人工表面等离激元的最新研究动态,汇集国内优秀团队研究成果,以期增进国内人工表面等离激元研究领域的学术交流和应用技术探讨,促进人工表面等离激元基础研究和技术创新应用的发展。本期专题采用增强出版形式,读者可扫描以下二维码查看相关支撑材料,以加深对论文内容、思路与方法的理解。     

表面等离激元光栅在高灵敏红外探测器中的应用

金属中大量自由电子可以与电磁波耦合在金属表面形成表面等离激元(Surface Plasmon Polariton, SPP),能够将光辐射能量有效耦合并束缚在金属表面,在近场范围内形成显著的场增强效应.基于金属周期性结构形成的表面等离激元光栅在利用近场场增强效应的同时,可以灵活设计共振波长,因而在高灵敏红外探测器研发中得到广泛应用.采用半导体双量子阱(Quantum Well, QW)结构的电荷敏感型红外光晶体管探测器(Charge Sensitive Infrared Phototransistor, CSIP)是一种新型的高灵敏度红外探测器,它利用光敏浮栅(Photo-Gating)效应实现红外光电转换过程的倍增效应,因而具有波长可调、灵敏度高、光响应率高等优点.本文综述了表面等离激元光栅在CSIP红外探测器件中的设计和应用的研究进展,阐述金属孔阵列光栅的光耦合物理机制和场增强效果、偏振转换效率等特性,通过设计优化的表面等离激元耦合结构,提升CSIP器件光耦合量子效率,然后阐述了CSIP红外光探测器的生长结构、工艺流程,结合荧光谱测试、电流-电压(Current-Voltage, I-V)测试、慢步进扫描光谱测试等技术展示CSIP红外光探测器光电探测性能.最后进一步展望了SPP耦合CSIP高灵敏红外探测器的未来发展和应用研究趋势.     

超平整、低损耗表面等离激元贵金属薄膜的制备、表征与应用

由于对电磁场巨大的局域化共振增强和调控作用,表面等离激元自发现之初就成为微纳光学领域的研究热点之一,在很多纳米尺度器件应用方面颇具潜力.然而,长期以来表面等离激元的实际应用受到样品制备技术的显著限制,超平整、低损耗贵金属薄膜的低成本制备技术的缺乏不仅阻碍了其实验研究的进展,更限制了表面等离激元材料在多个领域内的应用发展.随着各项制备和表征技术的发展,贵金属薄膜的平整度和光学特性逐渐从理论期望走向实际使用,从随机制备后选取逐步变为精确调控的薄膜生长.本文从制备、表征和应用三个方面出发,系统地介绍了当前贵金属超平整表面等离激元薄膜的研究进展与前沿应用.     

多色发光CsPbX_3(X=Cl,Br, I)钙钛矿量子点及其LED器件研究进展

CsPbX_3(X=Cl, Br, I)全无机钙钛矿量子点具有高发光量子效率、制备工艺简单、发光光谱可调、较窄的半峰宽、较高的缺陷容忍度等优点,受到了研究人员的广泛关注,已经在太阳能电池、发光二极管、柔性显示和光电探测等领域展示出了广阔的应用前景。目前,CsPbX_3量子点主要通过卤素组分调控,表面改性和掺杂稀土离子、过渡金属离子等手段来实现量子点的多色发光,然后实现多色发光LED器件的制作。总结了近年来多色钙钛矿量子点CsPbX_3(X=Cl, Br, I)的制备、光学性质及其在LED器件中的应用进展。     

石墨烯量子点的等离激元激发

基于含时密度泛函理论,研究石墨烯量子点的等离激元激发。和宏观大小的石墨烯相比,由于量子点的尺寸和量子受限效应,石墨烯量子点的等离激元具有一些不同的特征。在低能共振区,光谱线发生展宽和劈裂。石墨烯量子点的等离激元激发依赖于边界的构型。此外,对称性对于石墨烯量子点的等离激元激发也起着重要的作用。     

石墨烯量子点二聚物的等离激元激发

基于含时密度泛函理论,研究了石墨烯量子点二聚物的等离激元激发.当2个石墨烯量子点靠近,若量子点间的间隙较大,通过电容性相互作用时,石墨烯量子点二聚物的低能等离激元共振模式随着间隙的减小发生红移.进一步减小间隙时,由于电子的隧穿,二聚物的等离激元共振模式发生了改变,杂化等离激元共振模式形成.杂化等离激元共振模式随着间隙的减小继续红移.石墨烯量子点二聚物等离激元共振模式的演化规律不依赖于石墨烯量子点的形状.     

2022年太赫兹人工表面等离激元科技热点回眸

随着第六代通信技术（6G）、空间态势感知等系统对高通量、高带宽要求的进一步提高,太赫兹技术成为国际学术界和工业界的研究热点。2022年,太赫兹人工表面等离激元研究在国际上受到很大的关注,盘点了该领域的关键热点与新进展,包括基于太赫兹人工表面等离激元的无源器件、有源器件、传感器、通信系统以及生物医药应用等。人工表面等离激元对传输的电磁波具有亚波长的电场束缚能力和非线性色散特性,为太赫兹功能器件和系统应用的实现带来了新机遇。     

江苏省公路集装箱运输燃油效率评价

采用非期望产出的松弛测度(SBM-Undesirable)模型,选取柴油量和汽油量作为投入指标,公路集装箱运输量作为期望产出指标,碳排放量作为非期望产出指标,构建公路集装箱运输燃油效率评价模型.在此基础上,对2003—2014年间江苏省公路集装箱运输燃油效率进行评价.研究结果表明,燃油效率高低顺序依次为苏南、苏北和苏中地区.研究时段综合燃油效率总体偏低,呈现波动下降态势,从2003年的0.643 5波动变化到2014年的0.611 6.纯技术效率与综合效率的变化特征大致相同,均呈现下降态势,而规模效率呈现波动上涨趋势,总体上,规模效率纯技术效率综合效率.纯技术效率、规模效率与综合效率的相关系数分别为0.962和0.841,表明综合效率偏低的主要因素是纯技术效率较低.最后,从技术层面与政策层面提出江苏省公路集装箱运输燃油效率改善途径,以期为公路运输能源管理提供参考依据.     

基于DEA—Tobit模型的中国省际能源效率影响因素分析

结合能源效率的内涵与特点,构建以能源消费总量、从业人数以及资本存量为投入指标,GDP和环境影响（非期望产出）为产出指标的能源效率评价指标体系;用超效率DEA方法建立了能源效率评价模型,并评价了2003—2010年我国30个省市的能源效率．运用Tobit模型对我国能源效率的关键影响因素进行了计量分析,结果表明：第二产业占GDP的比重与能源效率负相关,技术进步、经济发展水平、进口依存度与能源效率正相关．     

The Mesh Efficiency of the Planetary Mechanism of 2K - H[D] Style

The mesh efficiency of the planetary mechanism of 2K - H[D] style is discussed. It comes to a new formula. Usually, an approximate value is taken as the mesh efficiency of a planetary mechanism. If the formula is used, the theoretical value of mesh efficiency can be gotten. The theoretical mesh efficiency can help engineers to know the true efficiency of 2K - H[D] style when it runs. The mesh efficiency serves the transmitting efficiency of a planetary mechanism.     

基于DEA-Malmquist 方法的城镇化效率水平测度——以福建省为例

以福建省为例,从投入产出视角,构建城镇化效率指标体系,采用DEA模型、Malmquist指数方法,综合测算了2002—2014年福建省城镇化综合效率、纯技术效率、规模效率以及Malmquist效率;基于ARC-Gis空间分析平台,运用空间自相关模型分析福建省城镇化效率的空间格局演化特征.结果表明:从时间演化上看,福建省城镇化Malmquist效率整体上处于不平衡的增长阶段,未达到理想状态,综合效率与规模效率均呈波浪式上升态势,纯技术效率则总体偏高并略微上升;从空间演化上看,福建省城镇化效率存在一定程度的空间集聚,城镇化效率为HH类型的地区主要集中于厦门、泉州等地,面积增加且空间上具有向外部区域扩散的现象,LL类型的地区集中于三明、南平等地,面积略微下降且空间格局保持稳定.文章的研究旨在为福建省资源配置、城镇化规划提供相关依据.     

基于DEA的江西省农业生产效率时空特征研究

采用DEA方法,从县域尺度对江西省2000-2010年间的农业生产效率进行分析,总结得出其规模效率、纯技术效率和综合效率的时空分布特征,结果发现:1)2000-2010年间,江西省的农业综合效率呈现先上升后稍有下降的趋势,其中2006年最高为0.931,2000年最低为0.867;2)从空间分布特征来看,江西省的综合效率,呈现赣中地区最高,赣南地区其次,赣北地区最低的特征;3)由3个农业生产效率值可知,江西省农业生产效率的高低很大程度上依赖于规模效率,而纯技术效率值相对较低,因此要进一步提高研究区域的农业生产效率,需要加大技术上的投入,改进生产技术水平。     

产业技术创新效率评价及演化分析 ——基于黑龙江装备制造业大中型企业的实证研究杜军

技术创新是推动产业技术进步的主要动力,在进行技术创新的同时必须考虑技术创新效率。选取黑龙江装备制造业7个行业2003-2007年的投入产出数据构建了35个决策单元,通过数据包络分析（DEA）对其技术创新效率进行评价,从横向和纵向分析和比较总体有效性、纯技术有效性及规模收益情况。结果表明,黑龙江装备制造业技术创新的总体效率并不理想,其中,较低的纯技术效率是导致其技术创新总体效率偏低的关键原因;同时,对7个行业技术创新有效性的演化情况进行了比较分析。     

The Information Efficiency and Functionality Efficiency of Stock Markets

The efficiency of a stock market is principally measured by its information efficiency and functionality efficiency.Both metrics are closely related to the information of stock markets.However,there is no uniform definition of information in the economy field since researchers may have various opinions on the information of stock markets.In this research,a comparatively strict definition of information in sense of economy is presented.Based on this definition,the optimal conditions to reach the maximum information efficiency and functionality efficiency of stock markets are derived.The conclusion is,only when the market's operation and information transmission mechanisms are fully effective,its information completeness degree is optimal,all investors take optimal equilibrium actions,and the information efficiency and functionality efficiency of stock markets will be optimal.Based on the conclusions,the information efficiency and functionality efficiency of reality stock markets in China are studied and the corresponding supervision countermeasures are suggested.     

战略性新兴产业DEA效率对比研究——基于国有和民营上市公司面板数据

基于2009—2015年上市公司面板数据,运用DEA方法分别对国企和民企在战略性新兴产业整体以及七大细分产业的综合效率、纯技术效率、规模效率对比分析.实证表明:国企综合技术效率水平整体上高于民企,这种特征主要是由于纯技术效率状况决定的; 尽管民企规模效率略高于国企,但受制于外部政策环境等因素变化影响,对综合技术效率影响较小.国企与民企在新能源汽车产业上效率普遍相对较高; 在生物医药产业上效率普遍相对较低; 国企在新一代信息技术产业与高端设备产业上效率优势显著,在新材料产业效率优势差异最小; 民企在新能源产业上略显效率优势,主要源于规模效率的影响.     

高精尖产业科技资源配置效率动态演化研究 ——基于企业微观视角

为探究高精尖产业微观科技资源配置效率,考虑区域及行业科技资源禀赋的异质性,本文选取2014—2018年北京地区新一代信息技术产业上市公司面板数据作为研究对象,运用超效率DEA-Malmquist指数从企业微观视角对科技资源配置效率及其动态演化进行了测度和分析。结果发现：各年度科技资源配置有效的公司数量偏少,科技资源配置效率均值介于0.645—0.772之间,配置效率整体偏低。从动态演化趋势看,除2015年配置效率比2014年稍微下降外,其他年度的配置效率均呈现波动性上升态势,全要素生产率年均增长2.3%,技术效率是关键促进因素,纯技术效率对技术效率的正向影响比较明显,规模效率的影响则有一定的波动性；技术进步尚存在较大的发展空间,规模集聚效应还有待提升。     

金属带式无级变速器传动效率的理论分析

金属带式无级变速器的效率是衡量其性能的一项重要指标。在对无级变速系统进行力学分析的基础上，综合考虑了润滑油的粘度对功率损失的影响并得出了其效率的计算公式。还在此基础上，对其效率做了计算仿真，得出了效率随转矩、转速变化的趋势图和效率随转距、速比变化的趋势图，这对效率实验和匹配控制策略制定具有指导性的作用。