摘要：随着互补金属氧化物半导体技术的特征尺寸的不断缩小,其面临的静态功耗问题缩越来越突出。自旋磁随机存储器(MRAM)由于其非易失性、高速读写能力、高集成密度和CMOS兼容性等良好特性,受到了学术界的广泛关注和研究。该文采用电压调控的自旋轨道矩随机存储器设计了一个存内计算可重构逻辑阵列,能够实现全部布尔逻辑功能和高度并行计算。在此基础上设计了存内计算全加器并在40 nm工艺下进行了仿真验证。结果表明,与当前先进研究相比,该文提出的全加器具有更高的并行度,能够实现更快的计算速度(约1.11 ns/bit)和更低的计算功耗(约5.07 fJ/bit)。

摘要：Surface plasmon polaritons(SPPs)are crucial for the development of next generation information and communication ***,the ohmic losses inherent to all plasmonic devices seriously limit their practical application in on-chip photonic ***,loss compensation of SPPs and their application in photonic logic processing was demonstrated in rationally designed organic/silver nanowire *** heterostructures were synthesized by inserting silver nanowires(AgNWs)into crystalline organic microwires,which served as a microscale optical gain *** heterostructures with large organic/metal interfacial areas ensured the efficient energy transfer from excitons to *** for subwavelength SPPs in the heterostructure was achieved through stimulated emission of strongly confined ***,cascade gain was performed to realize basic nanoscale photonic devices,such as Boolean logic *** results would pave an alternative avenue to incorporating SPP-enhanced devices into hybrid photonic circuitry.

摘要：卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)已成为图像识别领域最重要的一项机器学习技术.近年来,随着CNN在边缘端部署的需求越来越多,CNN的轻量化也成为研究热点.主流的CNN轻量化方法包括剪枝和量化,这2项技术都能有效地减少CNN推导过程中计算和存储开销.然而,这些方法未能完全挖掘CNN中的双边稀疏性(权重稀疏和激活值稀疏)和潜在的数据复用.因此,为了解决上述问题,提出一种全新的神经网络轻量化方法,通过k-means算法对卷积核和特征图的非0值进行聚类,整个神经网络的推导过程中只使用有限的聚类值作为乘数去完成全部卷积计算.与以往卷积层计算复杂度O(n^(3))相比,轻量化处理后的卷积层计算复杂度仅为O(n^(2)),大幅度减少了计算量.同时,将全连接层权重也进行非0值聚类处理,片上只存储聚类值和对应的索引向量,极大地减少存储开销.最后,针对该轻量化方法设计一种硬件实现架构KCNN.该架构将CNN中的不同处理流程模块化实现,与以往的实现架构相比增加一个非0值聚类模块,此外还设计了一些缓存来利用聚类后CNN中的数据复用.实验结果表明在不损失推导精度的情况下,AlexNet网络整体计算量减少66%,存储开销减少85%.

摘要：有机化合物作为可充电器件的电极材料可以通过自身电活性部位电荷状态的变化来实现本征的氧化还原反应。除了锂离子电池外,有机电极材料还可以用于其他离子半径更大的金属离子电池(如Na^(+)、K^(+)、Mg^(2+)、Zn^(2+)等)。有机电极材料还具有诸多优势,比如结构多样、成本低廉、资源丰富和可持续性高,易于通过适当的材料设计调整其性能等,已被证明在可充电器件中具有重要的应用潜力。然而,有机电极的实际应用仍需要解决一些关键问题,例如导电性差和在常规有机电解液中溶解等。本文介绍了各种具有不同氧化还原活性中心的有机电极材料及其反应机理,包括有机硫化物、有机自由基、亚胺类化合物、偶氮化合物和羰基化合物;重点总结了有机羰基化合物电极材料在性能改善方面的策略以及近5年在可充电器件中的应用;最后,讨论了有机电极材料需要应对的挑战以及未来的机遇。

摘要：原位实时捕捉多孔介质内的蛋白结构变化信息是蛋白质层析失活机理研究中的难点。为此,本文发展了蛋白质氢氘交换与核磁共振(Nuclear magnetic resonance,NMR)相结合的新型蛋白质液固界面表征路线。研究了溶菌酶在溶液态以及在阳离子交换介质内部吸附态时的去折叠行为,并揭示了蛋白与阳离子交换介质(SP Sepharose FF)相互作用机理。溶液态溶菌酶的一维核磁共振氢谱动力学显示蛋白质去折叠可导致残基暴露进而加快氢氘交换速率。吸附态溶菌酶的二维氢-氢全相关谱图(Total correlation spectroscopy,TOCSY)以及残基峰强度显示,溶菌酶在吸附态时的去折叠呈区域性,无规则卷曲(Coil,bend,and turn)片段的酰胺氢信号更容易失去,而二级结构域(α-helix,β-sheet)对酰胺氢信号保护更好。最终,利用蛋白表面静电势模拟计算结合氢氘标记的蛋白核核磁数据可确定出溶菌酶与阳离子交换介质的作用位点。这对于深刻理解层析过程中蛋白与层析介质微观作用机理以及层析过程中吸附剂的选择、设计具有重要意义,也为获取蛋白质与生物材料之间相互作用研究提供新的有效工具。

摘要：A compact tunable guided-mode resonant filter （GMRF） in the telecommunication region near the 1550 nm wave-length is proposed in this paper. Particle swarm optimization （PSO） is used to design the GMRF. The tunability of the GMRF is achieved by an MEMS-based physical movement （in the horizontal or vertical direction） combined with an incident angle in a certain range. The results show that the resonant wavelength tuning of 110 nm （140mm） is obtained by horizontal movement of 168 nm （vertical movement of 435 nm） combined with an about 11° variation of incident angle.

摘要：随着石油化工的持续发展,传统石油化工企业的能耗也在持续加大,另外伴随着运行设备的老化,在设备折旧的同时,能耗也逐渐增加。传统石油化工企业工程技术人员一直在致力于节能降耗,但受到传统领域的制约,节能降耗的效果也达到了一个瓶颈。“双碳”背景下,国家提出了新质生产力,给传统领域的节能提质提供了新的思路办法。藉此浅析“双碳”背景下新能源融合及其电气智能化在石油化工企业节能提质中的应用,给石油化工企业同行提供有益的参考,同时给其他大能耗领域用户提供有益的借鉴。

摘要：电力线宽带载波通信干扰导致载波间信号频率偏移增加,载波抗扰能力下降。为此,提出基于PPDA技术的电力线宽带载波抗扰通信方法。模拟载波通信信道上的背景噪声,结合改进变分模态分解算法预处理噪声信号。通过调节正弦波幅度,过滤宽带载波干扰。构建PPDA载波幅度调制框架,实现载波幅度智能化调制,避免子信息流之间互相干扰。实验结果表明,该方法的信号接收点比较集中,没有出现大幅度信号频率偏移现象,最终接收的信号强度达到360 dB,说明应用该方法通信抗扰能力强。

摘要：A novel twin-core photonic crystal fiber was proposed to reduce the complexity and cost of fiber Raman *** means of a proper design,this fiber could acquire a higher and flatter Raman gain efficiency coefficient curve rR=gR/Aeff over a specified band of wavelength than a conventional fiber.A Raman amplifier was designed with this novel twin-core photonic crystal fiber to operate in C band from 1530 nm to 1565 nm.A remarkable improvement over a conventional fiber Raman amplifier was *** was numerically demonstrated that when pumped with a single source,an average gain of 8.7 dB with a fluctuation of less than 0.9 dB is achievable.

摘要：酞菁铁(FePc)是一种很有应用潜力的氧还原反应(ORR)非贵金属催化剂.FePc基催化材料的ORR活性通常在碱性条件下远远好于在酸性条件下的性能,但这种pH对其ORR活性影响的机理还不清楚.本文制备了全氟酞菁铁(FePcF_(16))与多壁碳纳米管(MWCNT)的复合材料FePcF_(16)/MWCNT,并在pH 1、4、7、10和13的电解液中评估了它的ORR活性.其中,在pH 13条件下,FePcF_(16)/MWCNT表现出优异的ORR性能,起始电位(E_(onset))和半波电位(E_(1/2))分别为1.011 V ***和0.875 V ***;随着pH的减小,ORR性能显著降低,pH 1时,E_(onset)和E_(1/2)分别降低为0.280 ***和0.185 V ***,表明FePcF_(16)/MWCNT的电化学活性在不同pH条件下具有显著差异.吸收光谱滴定实验和密度泛函理论计算证明FePcF_(16)在不同的pH条件下具有不同的电子结构,从而造成其ORR活性的pH依赖性.这项工作有利于提升对FePc基催化材料ORR电催化性能的认识,并为进一步设计相应的高性能催化材料提供了理论和实验基础.