摘要：Developing low dimensional semiconductors with moderate band gaps,intrinsic ferromagnetism and large magnetic anisotropy energies (MAEs) is very desirable for high-speed nano-spintronic devices,which,however,still remains a big ***,via first principles calculations,a potential route to realize such materials is proposed based on a new class of one-dimensional transition metal (TM) embedded stannaspherene (Sn122-) nanowires [TM2(Sn12)]∞ (TM =Ti-Ni).Three semiconductors with robust ferromagnetism are achieved with TM =V,Cr and Fe,which all exhibit direct or quasi-direct band gaps around 1.0 eV,rendering their great potentials for visible light optoelectronic ***,[Cr2(Sn12)]∞ and [Fe2(Sn12)]∞ are both identified as bipolar magnetic semiconductors (BMS) with valence and conduction band edges spin polarized in the opposite directions,which are promising for realizing switch of carriers' spin orientation by electrical gating,while [V2(Sn12)]∞ exhibits a half semiconductor (HSC) property with valence and conduction band edges spin polarized in the same direction and can be used for spin-polarized carriers ***,sizable MAEs are discovered in these nanowires,which are at least two orders of magnitude larger than those of Fe,Co and Ni bulks and also significantly larger than current ferromagnetic semiconductors.

摘要：Fractal theory and regression analysis were employed for the first time to investigate the effect of pore size and pore distribution on high-temperature mechanical properties of porous alumina ceramics （PAC）. In the present work, PAC with the comparable porosity, different pore sizes and pore distributions were prepared using carbon black as the pore-forming agent. Particular emphasis in this study was placed on the establishment of correlation between the thermal shock resistance and pore properties. The relationship between fractal dimension （Df） and thermal shock resistance parameter （l？st） in specimens presented the negative power function, indicating that low Df could benefit the improvement of thermal shock resistance in specimens. The results showed that the increase of pore size and pore sphericity leads to a reduced Df, the enhanced hot modulus of rupture （HMOR） and Rst. The decrease of proportion of micro-pores below 2 μm, the increase of mean pore size and pore sphericity could result in the decrease of Dr, and then improve Rst and HMOR of specimens. Based on the correlation between Rst and pore characteristics, PAC with improved thermal shock resistance could be achieved when their pore structure meets the above features.

摘要：目前,人们面临着日益严重的能源与环境危机.氢气是一种清洁能源,而通过光解水制氢成为解决上述问题的有效途径.光吸收及电子空穴分离是决定光解水能量转化效率的关键因素,对于它们的研究有助于人们开发高效的光解水制氢材料.二维材料由于具有较大的比表面积、载流子迁移路程短、优异的光学性质等特性,引起了人们的广泛关注.本文从理论上介绍了二维光解水制氢材料的最新进展.其中包括:通过筛选、设计及调控的方法寻找新的二维光解水材料;通过分子设计和化学改性方法增强二维材料的光吸收性能;通过构建二维范德华异质结促进光生电子和空穴的分离;通过引入内禀电场的手段同时增强光吸收及光生电子和空穴的分离.另外,本文展望了二维光解水制氢材料理论研究所面临的机遇和挑战.

摘要：钯催化剂因在较低电位下直接氧化甲酸的高活性和较好的耐CO中毒特性等优势,是发展高性能甲酸燃料电池的关键材料之一2,3。为了实现低催化剂用量条件下优异的甲酸电催化性能,合理设计钯催化剂的纳米结构,使其实现高电化学活性表面积和丰富的催化活性位点,是发展高性能钯催化剂的关键。众多研究致力于引入孔结构增加钯催化剂的电化学活性面积。

摘要：将不同金属元素通过合金化形成二维材料(金属烯)对基础研究和纳米电子器件的实际应用具有重要意义,但目前鲜有金属烯材料是具有本征带隙的半导体.受离子晶体成键特征的启发,通过结构搜索、成键分析和高通量第一性原理计算,本文从2500多个双金属烯中筛选出一系列具有晶格动力学稳定和碱金属-金离子键的二维碱金属金化物双金属烯半导体.由于碱金属和金之间的大电负性差,其中32个碱金属金化物双金属烯是带隙范围为0.97~5.20 eV的半导体材料,而锂金双金属烯由于电负性差减小呈现出金属性.Bohn-Oppenheimer分子动力学模拟表明19个双金属烯在室温下结构稳定有利于实际应用.这项研究为设计双金属烯半导体提供了指导,并揭示了二维金属合金中成键行为和电子结构性质间的关联.

摘要：过氧化氢(H_(2)O_(2))是一种多功能氧化剂,利用地球上丰富的水和氧合成过氧化氢是解决能源危机和环境修复的一种有前景的方法.共价三嗪框架(CTFs)因具有独特的稳定结构以及π共轭sp^(2)碳结构上功能基团的高可设计性,其作为光催化剂而备受关注.然而,由于共轭键的可逆性较差,极大地影响了电荷的分离和转移.为了提高载流子分离效率,目前的策略主要为开发高结晶结构或在CTFs骨架中加入具有不同电离势和电子亲和力的供电子和接受电子单元,但催化性能和太阳能化学转化(SCC)效率仍然低于预期.碳点(CDs)具有类分子特性,可以通过表面接触或结合改变材料的微观结构和物理性能,起到调控光生电荷行为的作用.因而,本文把CDs引入到CTFs分子中,使其充当电荷分离器,提升光生载流子的利用效率.本文提出一种可扩展的方法,使1,4-二氰苯(DCB)、CDs和碱金属盐在溶液中发生选择性吸附反应,去除溶剂后制备出预混物,然后再以CF_(3)SO_(3)H为催化剂,在空气氛围内直接加热预混物至250℃并反应8 h,获得具有高结晶CTFs与CDs的复合光催化剂(CDs@CTFs).透射电镜、X射线光电子能谱(XPS)等结果证明了CDs引入到CTFs插层中.粉末X射线衍射结果表明,适量的CDs可以提高CTFs的结晶度.紫外-可见吸收谱表明CDs的引入扩大了可见光的吸收范围.Zeta电位、光致发光光谱等结果表明,二价和多价阳离子同时与两个或两个以上的CDs相互作用,导致其溶胶溶液的不稳定性和表面电子态的改变,影响了光催化剂性能.XPS、红外光谱、热重分析(TGA)等表征结果表明CDs表面羧基的H+离子可能被碱金属离子取代,从而调节表面电荷分布,促进电荷分离和转移.电荷牺牲实验、原位漫反射红外傅立叶变换光谱和电子顺磁共振谱测试结果表明,CDs@CTFs可以实现氧还原反应和水氧化反应双通道产H_(2)O_(2).通过使用已知的电子受体和电子供体来识别CDs和CTFs之间的电荷转移过程,并结合对空穴传输层器件的暗I-V曲线测试结果,揭示了CDs具有空穴存储功能.所制光催化剂的H_(2)O_(2)产率为2464μmolh^(-1)g^(-1),全光谱光化学转化效率为0.9%,500 nm的表观量子产率为13%,超过了目前报道的大多数光催化剂.结合理论分析结果表明,CDs可以作为空穴提取剂有效地驱动激子解离,并为水氧化反应提供活性位点;研究发现碱金属离子在合成过程中与CDs表面的羧酸基团相互作用,增强对CTFs的空穴提取能力,加速光催化生成H_(2)O_(2).此外,所制光催化剂在自然阳光下可连续工作产H_(2)O_(2),且光催化性能经过100 d循环使用仍表现出高的稳定性.综上所述,本文开发了一种简便且可扩展的方法,将CDs引入到CTFs中,以实现高效的光催化产H_(2)O_(2).CDs通过其界面产生的内电场从CTFs中提取光生空穴,并在CTFs上充当空穴存储层.此外,碱金属离子能显著调节内部电场强度,使CDs@CTFs具有更显著的光催化性能.本工作揭示了一种新的设计策略来调控有机共轭聚合物中的载流子分离和迁移.

摘要：本文基于对民生概念的理解,深度考量我国农村居民生存与发展面临的实际问题与影响因子,首先选取了与乡村民生密切相关的63项评量指标,通过专家评定、数理统计等方法对初选指标做了进一步的筛选与优化,建立由5个向度、42个指标项构成的中国乡村民生评量体系,并采用AHP法进行了权重确定。最后,以山东省烟台市农村地区为个案进行了实证分析,说明该研究建立的评量体系具有可操作性。

摘要：针对红外图像中目标易受杂波干扰的问题,利用协方差算子提取表观特征,在粒子滤波框架下提出一种基于激活区域场景分析的跟踪算法.首先通过建立激活区域划分出有效范围,降低计算量;其次分析目标所处场景并制定更新策略,避免了干扰对模板的影响;最后引入空间信息与表观特征融合对候选目标进行筛选,实现了跟踪窗的自适应调整,提高了跟踪精度.此外,提出一种正规化误差评价指标,改进了对跟踪效果的评价.实验结果表明,该算法对强杂波干扰环境下红外目标的跟踪具有良好的有效性和稳健性.

摘要：在检测器与跟踪器结合的视频多目标跟踪算法中,检测器好坏将直接影响整个跟踪算法性能,尤其是检测器的漏检以及误检,会导致目标的漏跟以及误跟,增加碎片化轨迹以及身份标签变换次数增加的问题。针对这些问题,在标签多伯努利的滤波框架下,设计了新的量测驱动新生目标识别方法以更快速精准地捕获新生目标。设计了目标重识别方法,结合标签多伯努利算法能够在短时间内维持标签的不变性,减少了碎片化轨迹及标签跳变数。引入新的模板选取策略,以避免将被遮挡的目标加入到模板中污染模板。考虑到标签多伯努利滤波为在线推理算法,采用了并行化加快算法的运算效率。结果表明,在标签多伯努利的框架下,提出算法能够有效解决标签跳变以及目标被遮挡无法准确跟踪的问题,在具有挑战性的MOT17数据集上进行测试,与其他相关滤波方法进行比较,具有不错的跟踪效果。

摘要：材料的理性设计与计算模拟是基于计算机开展的"实验"研究。通过材料的理性设计与计算模拟,可以在原子层次上揭示材料的结构与性能之间的联系,预测新材料。这也促进了材料科学研究模式从"经验指导实验"向"理性设计与计算模拟、实验验证"转变。材料的理性设计与计算模拟的核心问题是发展先进的电子结构计算方法与软件,包括可以处理复杂材料体系的快速、可靠的方法与软件,以及材料"大数据"驱动的材料理性设计。