摘要：非化学计量的氧化硅(SiO_(x),0<x<2)是一种很有前途的锂电池负极材料.然而,它的本征电导率低,体积膨胀明显.特别是,由于连续的电解液消耗,很难形成稳定的固体电解质界面.本工作将空心氧化硅微球包裹在钴碳(Co-C)骨架及其衍生的氮掺杂碳纳米管网络(N-CNTs)中.这种设计解决了电解液消耗和SEI层重复形成的问题,并实现了快速动力学.此外,所制备材料的柔性碳纳米管和坚固金属-碳框架提供力学支撑,可以适应SiO_(x)体积变化.h-SiO_(x)@Co@N-CNTs作为锂离子电池负极材料,具有优异的循环稳定性和高倍率性能.以0.2 A g^(-1)的电流密度循环370次,容量为701 mAh g^(-1),容量保持率为100%.另外,在1.0 A g^(-1)电流密度下循环500圈,容量没有衰减.结果表明,所合成的锂离子电池结构具有一定的优越性,对材料的优化也有一定的启发作用.

摘要：二维过渡金属硫族化合物(TMDCs)材料被认为是拓展摩尔定律的极具前景的候选材料.然而,该材料的低光致发光效率严重限制了其实际应用,其本质源于材料制备中不可避免引入的缺陷.在本文中,我们报道了一种Sr掺杂单层MoS_(2)的有效缺陷工程策略,该策略在实验上通过简便的化学气相沉积(CVD)一步法成功实现.所制备的具有亚毫米(~324μm)级的大尺寸样品的光致发光可实现高达两个数量级的增强,并伴随着载流子寿命的显著增强.这一现象主要归因于Sr掺杂后MoS_(2)体系中其三激子向激子转换.与此同时,掺杂样品的辐射质量和稳定性也显著提升.第一性原理计算进一步阐明了其调控机制,即在MoS_(2)中引入适当互补缺陷能级与其自身的缺陷能级协同,从而可调节其载流子组分,以实现光致发光的显著增强.此外,我们的缺陷工程策略也适用于其他掺杂剂,如钙掺杂剂.我们的工作报告了一种可以显著提升单层MoS_(2)的荧光性能的有效缺陷工程策略,这为设计和调控二维TMDCs的光电特性提供一种极具前途的方法.

摘要：铂(Pt)是质子交换膜燃料电池(PEMFCs)阳极氢氧化反应(HOR)中最先进的电催化剂.然而,Pt催化剂对CO(工业低成本氢燃料中的杂质)极度敏感从而中毒,这会引起器件性能的急剧衰退,导致器件运行成本高.因此,提高Pt催化剂的CO耐受性对PEMFCs的商业化推广至关重要.在此,我们设计合成了一种独特的PtNiW@WO_(x)核壳纳米线来提高Pt基催化剂对CO的耐受能力.机理研究表明,表面无定形的WO_(x)壳层可以作为分子围栏,在动力学上阻碍CO扩散到达Pt位点.在热力学上,Ni和W元素合金化产生的电子效应可以使Pt的d带中心降低,减弱CO在Pt位点上的化学吸附.此外,亲氧W元素可以加速水的解离,提供更多OH活性物种,促进CO的氧化脱附.因此,在1000ppm CO/H_(2)条件下,所设计的PtNiW@WO_(x)核壳纳米线催化剂表现出优异的HOR抗CO中毒性能,在4000 s后仍能保持超过90%的HOR电流密度,超过了原始的PtNi纳米线和目前报道的绝大多数Pt基催化剂.

摘要：为了对中国云南省金平县地区隐伏磁铁矿体进行探测,使用多旋翼无人机对7.8 km^(2)的目标区域进行航磁测量,克服了该地区高海拔、地形崎岖、植被茂密等带来的地面勘查困难。通过现场试验对观测噪声来源与噪声水平进行研究。然后,将质子磁力仪置于距离多旋翼无人机下方3 m处位置以减小静态噪声。提出非线性滤波与逆距离加权插值算法以抑制由强风导致的动态噪声。结果表明,这些方法能减缓无人机旋翼和强风的干扰,经过处理的实测航磁数据与已知地层的水平分布吻合良好。根据航磁测量结果,在布置的4口钻井中都勘测到了隐伏的钛磁铁矿,证明旋翼无人机航磁测量找矿的有效性。

摘要：科学正在进入一个新时代——第五范式——它被认为是知识整合到不同领域的主要特征,是基于无所不在的机器学习系统的计算社区中智能驱动的工作。在此,我们通过在天河一号超级计算机系统上构建的催化材料专门设计的典型平台案例,生动地阐明了第五范式的本质,旨在促进第五范式在其他领域的培养。第五范式平台主要包括模型自动构建(原始数据提取)、指纹自动构建(神经网络特征选择)以及跨学科知识串联的重复迭代(“火山图”)。与分解一起进行的是对迭代中实现的体系结构的性能评估。通过讨论,第五范式的智能驱动平台可以极大地简化和改进研究中极其繁琐和具有挑战性的工作,并通过补偿机器学习中缺少样本和替代一些由于计算资源不足而导致的数值计算来实现数值计算与机器学习之间的相互反馈,从而加速探索过程。在数据驱动的学科中,跨学科专家的协同作用和对动态数据需求的急剧增长仍然是一个挑战。我们相信,对第五范式平台的一瞥可以为其在其他领域的应用铺平道路。

摘要：为探究列车底部转向架区域结构对列车底部流场以及列车气动性能的影响,本文采用SST k-ω湍流模型对不同简化程度转向架、雷诺数Re=2.25×10^(6)下的三车编组高速列车周围流场进行仿真分析,并结合风洞试验结果验证数值方法的正确性。分析结果表明:与原始带转向架的列车模型相比,移除转向架并光顺列车车身的简化模型,可实现列车减阻38.2%;将转向架区域进行全包裹并光顺风挡区域,列车气动阻力减少30.3%;而当移除转向架并保留转向架腔外形时,列车气动阻力不减反增10.2%。因此,在进行高速列车气动外形减阻设计时,可考虑封闭转向架腔的方式,实现列车整车气动减阻。

摘要：金属锂由于具有高理论容量和低电极电势,被广泛认为是金属锂电池的有潜力负极材料.然而锂枝晶的不可控生长阻碍了金属锂电池的实际应用.本文基于实验、分子动力学模拟和第一性原理计算的结果,从电解液添加剂分子设计的角度出发,提出了一类抑制锂枝晶的生长的多功能电解液添加剂(以全氟烷基磺酸钾为例).首先,钾离子可以在金属锂负极表面形成一层静电屏蔽层,从而阻止锂枝晶的生长.其次,全氟烷基磺酸钾作为一种共导电盐,可以增加电解液的活度.最后,全氟烷基磺酸阴离子不仅可以改变锂离子溶剂化壳层结构,降低锂离子的去溶剂化能垒,从而达到提高离子迁移率的目的.这种阴离子还可以部分分解,以形成更好的固体电解质界面膜.得益于添加剂的协同效应,锂对称电池在1 m A cm^(-2)的电流密度测试条件下,具有超过250 h长的循环寿命.尤其,全氟己基磺酸钾添加剂还有助于在正极表面生成高质量的阴极固态电解质界面膜.基于Li||LiNi_(0.6)Mn_(0.2)Co_(0.2)O_(2)的金属锂电池展现出了良好的循环稳定性.这种多因素机理提供了一种独特的视角来理解离子型添加剂在金属锂负极和高压正极处的电化学行为.

摘要：减小沟道材料的厚度并针对栅极结构进行合理设计,有利于增强短沟道场效应晶体管的栅极控制能力.二维半导体具有优异的电学性能,其原子级别的厚度可以实现较强的栅极耦合效果.我们研制了具有Ω型非平面栅极结构的Mo S_(2)晶体管,实现了局部栅极耦合效应的增强,Mo S_(2)顶栅晶体管的跨导达到32.7μS/μm,饱和电流高达0.89 A/μm.在此基础上,我们设计了非门反相器,其电压增益为26.6,噪声迁移达到89%,与非门器件实现了基本的逻辑功能.本文为研制高性能二维半导体场效应晶体管提供了新思路.

摘要：具有左手特性的超材料因具有超常物理特性近年来倍受关注,在微波工程领域也具有重要应用价值。本文设计了一种由多重嵌套方形开口环和一组平行金属线构成的夹芯结构超材料,采用有限元全波仿真软件HFSS系统研究了多重嵌套方形开口环数量对介电常数、磁导率和折射率的影响规律。结果表明,该超材料在8~18 GHz范围内的散射参数(S11和S21)具有显著的谐振特性,其内禀电磁参量也呈现出典型的双负左手特性,并得到了实验验证;且随着多重嵌套方形开口环数量的增加,其谐振峰数量也增加,当开口环数量为3时具有最大的有效频率带宽;进一步分析电磁场分布发现感应磁偶极子是导致强吸收的主要机制。这种结构简单、频率可调谐的超材料在选择性微波吸收材料和微波调制器件中具有广阔的应用前景。

摘要：为了缓解日益增长的交通压力,许多早期修建的道路都需进行加宽。对既有路基的快速检测有助于准确评估其性能状态,实现其最大程度的利用。在华南地区的某一老路基试验段选取了五种土,采用3种常规检测方法,分别测定其含水量、压实度和弹性模量。结果表明,经过多年运营后,路基实测含水率大于设计值,实测压实度较设计值显著降低。路基和大气的水热交换使得其弹性模量从标准的60 MPa下降至40 MPa。随后,采用便携式落锤式弯沉仪(PFWD)和动力锥贯入仪(DCP)对路基进行性能检测。将PFWD模量和DCP贯入度与回弹模量、贝克曼梁弯沉、压实度和含水量进行了关联分析,证实这两种方法都适用于路基性能的快速检测,但PFWD方法具有更高的精度和效率。