对极型高温超导直流感应加热装置电磁优化

基于高温超导（High Temperature Superconductivity,HTS）直流感应加热技术加热质量好、加热效率高等优点,提出一种基于圆筒形多极直流电机结构的对极铁芯高温超导直流感应加热装置.首先,针对加热装置气隙磁场与铝棒温升特性,采用麦克斯韦方程组与法拉第电磁感应定律,并结合固体热传导方程,建立铝棒加热过程数值模型;其次,兼顾加热装置环形铁芯与直流电机多极结构模式,构建4极与2极电磁模型与热模型;再次,针对铝棒电导率、转速以及长度对铝棒加热过程的影响,利用对极加热装置电磁热模型,研究铝棒内涡流与加热功率的变化过程;最后,针对加热区域磁场强度不足的问题,基于直流电机极靴长度对气隙磁场大小的影响,提出极靴结构改善气隙磁场模型.研究结果表明：2极铁芯结构下铝棒最大磁通密度高于4极结构0.16 T,铝棒最大温度高于4极结构54 K;铝棒内涡流密度和加热功率与铝棒电导率、长度以及转速呈正相关性;极靴结构提高了铝棒磁通密度0.11 T,铝棒温度提升了4.2℃.     

摩擦电子学及主动式机械感知

摩擦电子学作为摩擦电与半导体耦合的新研究领域,可以通过机械运动产生的摩擦电荷调控半导体中的电传输与转化特性,建立外界环境与半导体器件的直接交互机制,实现各种主动式功能器件,为人机交互、微纳机电系统、传感和自驱动系统等应用提供全新的思路和途径.本文系统地综述了摩擦电子学的研究进展,首先介绍了摩擦电调控场效应作用机理以及摩擦电子学晶体管基础器件;其次介绍了研制的各种摩擦电子学功能器件,展示了其对于外部环境的主动式机械感知;最后对摩擦电子学领域的研究进展及待解决的问题的进行了总结,并展望了该领域未来的发展方向.     

压电电子学及其仿生智能传感

在低维压电半导体材料(比如ZnO和GaN)中,压电极化和半导体电子传输特性的耦合可以给器件带来预想不到的性能.这大大提高了研究人员对压电电子学这一新兴领域的兴趣.另外低维压电半导体材料拥有优异的机械特性,可以被集成到能够应对巨大应力的柔性器件中,外部的机械刺激为柔性器件运行中的电荷-载流子传输,载流子的产生、复合以及分离提供了新的调制方法.本综述回顾了压电电子学的基础理论,不同维度材料体系中的压电电子学,压电电子学晶体管的分类,及广义压电电子学晶体管的应用方面的最新研究进展,并对将来的研究方向进行了深入讨论.     

基于铌酸锂纳米晶体颗粒二次谐波发射特性研究

基于纳米结构的二次谐波发射是构建高灵敏度生化传感器等纳光子器件的重要手段,其中如何获得增强的二次谐波发射是实现这些应用的关键.本文采用溶剂热法制备出类钻石的十二面体铌酸锂纳米晶体颗粒,实现了磁偶极共振模式的有效激发.基于磁偶极共振对入射场能量的聚焦作用,以及铌酸锂材料本身所具有的较强二阶非线性响应,所制备铌酸锂纳米晶体颗粒能够实现二次谐波的增强发射.不同粒径铌酸锂颗粒散射光谱及二次谐波发射光谱的测试结果表明,当激发光波长与纳米颗粒的磁偶极共振模式匹配时,可有效增强二次谐波发射强度,其非线性转换效率达到2.0×10^-6W^-1.这些研究结果表明本文所制备的铌酸锂纳米晶体颗粒是一种较为理想的非线性纳米材料,在非线性纳光子器件的设计等领域具有潜在的应用价值.     

基于深度学习的柔性直流线路单端量波形特征保护

多端柔性直流电网是未来智能电网的一种重要发展趋势,但对线路保护性能提出了更严苛的要求.针对现有柔性直流线路保护四性协调困难、阈值整定繁杂、耐受过渡电阻能力不足等问题,该文指出反行波波形特征蕴含丰富的故障位置信息,并以此为基础提出了基于深度学习的柔性直流线路单端量波形特征保护方案.该方案首先经极模变换、基于线路依频参数计...     

具有超宽防护带的低剖面能量选择表面

文章提出了一种具有超宽防护带和低剖面的能量选择表面（Energy selective surface,ESS）。利用PIN二极管的开关特性来实现其自适应状态转换功能。当入射波功率较低时,二极管截止,该ESS表现为带通频率选择表面（Frequency selective surface,FSS）,允许入射波通过;当高功率微波（High-power microwave,HPM）入射时,PIN二极管导通,ESS可将HPM反射从而实现超宽带防护。利用全波仿真对该ESS的结构进行了优化,仿真结果显示,当入射波功率较低时,其通带的-3 dB带宽为640 MHz,在中心频率4.36 GHz处的插入损耗为0.01 dB。当HPM入射时,其防护带相对带宽达到200%,实现了超宽带防护。此外,该ESS还具有良好的入射角度稳定性和极化不敏感性。     

威廉·肖特基的机器人梦助硅谷崛起

<正>物理学家威廉·肖特基(William Shockley)在他漫长的职业生涯中[1963年照片]有很多有趣的想法,但也许没有任何一个想法能超过在工厂车间和家庭中使用机器人代替人类劳动力来的更科幻●肖特基对机器人和自动化的激情使其决定离开在贝尔实验室已经成功的职业生涯,只身来到西海岸。之后在1955年,他创立了硅谷第一家硅电子实验室。     

铁生物地球化学循环：三极雪冰研究进展

具有生物活性的元素铁通过调控浮游植物生产力大小,从而影响海气之间碳的交换,并最终调节海洋生态系统与全球气候效应。陆源生物活性元素铁以大气干、湿沉降的方式进入冰冻圈各要素(冰川、冰盖、冻土、海冰与冰山),然后以固态的形式储存在地球表层。随着全球气候变暖,冰冻圈各要素退缩过程使其以迁移与转化的形式再次进入地球表层系统,进行全球再分配。自2000年以来,关于铁生物地球化学循环的研究,已在三极(南极、北极与青藏高原)冰冻圈区取得了初步研究成果。特别是近期,在南、北两极围绕冰盖消融与生物活性元素铁对海洋生产力调节作用的研究,取得了重大突破。文章向公众介绍了铁假说的提出与发展历史,阐述了其在冰冻圈科学中的研究成果,并提出未来可能突破的研究方向。     

Rh（Ⅲ）-KIO4-亮绿催化新体系的极谱研究及应用

在ｐＨ３．８ＨＯＡｃ—ＮａＯＡｃ缓冲溶液中及１００℃加热条件下，Ｒｈ（Ⅲ）强烈催化ＫＩＯ４氧化亮绿褪色。亮绿于－０．６０Ｖ处产生一灵敏的导数极谱波。据此，本文采用线性扫描导数示波极谱研究了这一新的指示反应，建立了一个检出限和测定范围分别为３．０×１０－５μｇ／ｍＬ和６×１０－５～２．０×１０－３μｇ／ｍＬ铑的催化分析新方法，并用于试样分析。