能量转换量子系统的热力学特性及其研究进展

量子物理是理解微观粒子运动规律的现代物理学理论.它与信息、生命以及化学等学科相互联系日益紧密,引发了许多新技术革命,深刻影响着人类的生活,已成为社会经济发展的原动力之一.当前,量子物理和能源科学结合,正在产生新的学科生长点.本文主要概述多种类型能量转换量子系统的发展;结合国内外的研究现状,系统地阐明如何应用热力学理论研究量子体系的能量操控以及微观器件的优化设计;总结量子热力学循环、能量选择量子电子器件、量子点热管理器件等在理论和实验方面研究的代表性成果和进展;展望量子物理与能源科学交叉领域发展的新方向.     

QBSO算法在PID参数优化的应用

为解决PID控制参数求解过程中所存在的求解精度不高的问题,提出一种量子天牛群算法.通过结合PSO算法的全局搜索能力、BAS算法的局部搜索能力以及量子策略的随机能力,使得算法的全局搜索能力以及搜索精度得到有效提高,并通过两类经典函数对其寻优能力进行验证.进一步,将QBSO算法应用于PID参数优化中,并对一阶与二阶延时和非延时系统进行PID控制参数求解.通过仿真实验以及计算结果表明,基于QBSO的PID控制的控制系统具有更加优良的动态性能与抗扰动能力.     

含时线性谐振子系统密度算符的研究

主要是研究含时线性谐振子系统的量子解问题.首先运用李代数方法得到含时线性谐振子系统的密度算符随时间演化的量子精确解,然后对得到的解析式进行了验证和分析.结果显示,我们得到的含时谐振子系统密度算符的解析解能准确的描述含时谐振子系统密度算符随时间的演化.     

烧结温度对ZnS量子点的结构及其光催化性能的影响

以醋酸锌(Zn(Ac)_2·2H_2O)、硫化钠(Na_2S·9H_2O)和油酸等为主要原料,去离子水为溶剂,采用水热法成功制备了ZnS量子点,采用X-射线衍射仪(XRD)和高分辨透射电子显微镜(HTEM)对所制备样品的物相和形貌进行了表征.同时研究了不同合成温度下ZnS量子点的光催化性能.结果表明,成功制备了纤锌矿结构的ZnS量子点材料,ZnS量子点有较高的光催化活性,在紫外光照射下对有机染物料罗丹明B有明显的降解性能.     

超导纳米线单光子探测技术进展

超导纳米线单光子探测技术自2001年出现以来,已经成为超导电子学领域的一个热点研究方向.作为一种新型的单光子探测技术,其具有探测效率高、暗计数低、时间抖动小、计数率高、响应频谱宽、电路简单等优势,综合性能在近红外波段已经明显超越传统的半导体探测技术,成为一种主流的单光子探测技术.本文从应用基础角度出发,对超导纳米线单光子探测器件的材料、器件工艺、性能、系统集成以及前沿应用等进行介绍,并对国际上该领域研究未来的发展趋势进行探讨.     

GaN纳米柱的量子效率研究

主要通过低温和室温变功率光致发光(PL)谱的实验手段,研究了GaN纳米柱和对应薄膜(作为参考)的量子效率表现.实验中发现在室温,激发光功率为0.5mW时,GaN纳米柱的积分PL强度是薄膜的12.2倍,这表明GaN纳米柱具有比薄膜更高的内量子效率和光引出效率.另外,依据高低温积分PL强度比的方法计算得到激发光功率0.5mW时,GaN纳米柱的内量子效率低于薄膜,该计算结果违背由实验现象得到的结果,这表明该内量子效率的计算方法是不合适的,因而建立了一种新模型,得到GaN纳米柱和薄膜的内量子效率比随激发光功率的变化规律,结果表明GaN纳米柱的内量子效率表现显著优于薄膜.     

基于Ti3C2量子点@罗丹明B荧光探针对Cr(Ⅵ)的传感检测研究

采用刻蚀和水热法合成了碳化钛量子点(Ti₃C₂ QDs)，该量子点与罗丹明B(RhB)之间由于静电作用产生荧光共振能量转移(FRET)形成荧光探针，Cr(Ⅵ)的内滤效应(IFE)导致探针荧光猝灭，构建了一种“开-关”型荧光探针用于Cr(Ⅵ)的传感检测.在优化实验条件下，该荧光探针对Cr(Ⅵ)的线性响应范围为0.05～500μmol/L，检出限为0.014μmol/L (S/N=3).构建的荧光探针具有制备简单、稳定性和选择性好，对Cr(Ⅵ)的检测灵敏度高等特点，对环境水样中Cr(Ⅵ)测定的回收率为94.3%～104.0%.研究为水体中重金属离子Cr(Ⅵ)的快速和准确测定提供了一种新方法.     

罗维利的物理关系论思想

在西方思想史上,时空关系论和时空实体论的争论不仅影响着古今众多哲学家,更对物理学领域的发展起着引导性的作用。通过考察和分析关系论的代表人物——当代物理学家卡尔罗·罗维利对物理关系论的评述,本文从广义相对论、量子力学和量子引力理论的不同角度探讨了在当代物理前沿基础理论视角下的关系论的内涵和意义。     

国外典型量子产学研联盟案例研究及对中国的启示

作为当今世界科技的最前沿领域,量子科技的发展正在带来颠覆性和革命性的科学发现和科技发明,这无疑将推动人类社会实现跨越式发展。以美国、欧盟等为代表的世界发达国家和地区都在加大对量子科技的投入、加速研发进度,在这一进程中,产学研联盟成为很多国家和地区建设量子创新生态系统的战略性抓手。本文调研分析了美国量子经济发展联盟(Quantum Economic Development Consortium,QED-C)、欧盟量子旗舰社区两个在国际上具有代表性和重大影响力的产学研联盟和协同社区,从成员构成、组织结构、运行模式、使命、目标、愿景、关键举措等角度,系统研究和解析了其构建模式和协同特征。同时结合中国量子科技领域的联盟发展现状及问题,从整体性战略发展规划、开放式创新生态系统构建、主体泛化的联盟与社区培育、具备社群机制的科学教育与科学传播群体四个维度对量子科技的发展提出实效建议。     

重新审视量子．经典关系超越简化论和多元论

经典力学和量子力学是目前为止发展的两个最成功的科学理论，一个理论是确定性，另一个是不确定性；一个理论描述了这个世界上混沌的普遍性，另一个则说明世界中混沌的不存在性。如何使这两个完全不同的理论成功地描述同一个世界，到现在还很不明确。本书则围绕“量子混沌”这个令人兴奋的领域，揭示了存在于经典和量子力学间的一种微妙和复杂的关系，