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基于薄膜铌酸锂的光学机器学习

基于薄膜铌酸锂的光学机器学习

摘要：薄膜铌酸锂凭借其卓越的电光性能和优异的可集成性，近年来已成为推动片上光子学快速发展的核心平台。与此同时，人工智能计算的蓬勃兴起对高速、低功耗、可编程计算平台的需求日益迫切。因此，机器学习与薄膜铌酸锂平台的融合正引领光子技术迈向智能化的新阶段。一方面，机器学习作为集成光子器件设计的先进工具，可通过逆向设计算法显著提升薄膜铌酸锂光子器件的性能与设计效率；另一方面，高性能的薄膜铌酸锂光子平台也为构建光学机器学习系统提供了理想的硬件基础。聚焦于薄膜铌酸锂智能光计算平台，系统梳理了机器学习与薄膜铌酸锂双向融合的研究进展。首先，重点阐述了逆向设计方法的原理、优势以及其在薄膜铌酸锂集成器件的优化应用；随后，讨论了基于该平台的光学神经网络架构实现方案以及应用前景；最后，总结了当前面临的挑战并对未来发展方向进行展望。
光电 2026年10月08日
工艺与材料协同：大面积钙钛矿光伏器件的挑战与对策

工艺与材料协同：大面积钙钛矿光伏器件的挑战与对策

摘要：钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其卓越的光电转换效率、低廉的制备成本以及可溶液加工特性, 已成为下一代光伏技术的重要候选体系。近年来, 实验室尺度小面积PSCs 的光电转换效率已由3. 8%迅速攀升至27. 3%, 展现出巨大的应用前景。然而, 在从实验室小面积器件向产业化大面积模块的过渡过程中, 仍面临薄膜均匀性下降、缺陷密度升高、界面复合加剧以及器件长期稳定性衰减等一系列核心瓶颈。单纯依靠沉积工艺的优化已难以满足高性能大面积器件的制备需求, 关键在于开发新型功能材料, 以期从分子层面调控结晶动力学、钝化缺陷态、优化能级匹配结构, 并有效抑制离子迁移行为。首先, 系统剖析了大面积制备过程中的主要科学挑战, 并简要介绍了刮涂、狭缝涂布、喷墨打印及气相沉积等大面积制备技术的工艺特点与适用性; 随后, 重点阐述了功能添加剂、界面钝化分子以及新型电荷传输层材料在构筑高质量大面积钙钛矿薄膜中的关键作用, 系统讨论了组分调控工程、界面工程与传输层优化策略在协同提升器件性能与稳定性方面的研究进展; 最后, 结合产业化发展需求, 展望了未来高效稳定、环境友好的功能材料体系的设计思路与发展方向, 以期为推动PSCs 的商业化应用提供理论依据与技术参考。
新能源 2026年10月08日
陶瓷颗粒增强铜基复合材料制备方法及性能调控研究进展

陶瓷颗粒增强铜基复合材料制备方法及性能调控研究进展

摘要： 陶瓷颗粒增强铜基复合材料具有优异的综合性能， 在电子封装、 航空航天、 轨道交通等领域展现出广阔的应用前景。在铜基复合材料中引入陶瓷颗粒， 不仅能显著提升铜基体的强度、 硬度和耐磨性， 同时可在较大程度上保持其优异的导电性和导热性。近年来， 随着先进制备技术和表征手段的发展， 人们对陶瓷颗粒与铜基体之间界面结构和相互作用机制的认识不断深入。目前的研究重点在于优化制备工艺参数， 以及合理设计增强相的类型与分布特征， 以最大限度发挥陶瓷颗粒在铜基体中的强化效果。本文系统综述了陶瓷颗粒增强铜基复合材料的制备方法（内氧化法、 机械合金化法、 反应喷射沉积法、 粉末冶金法、 增材制造法、 搅拌铸造法）， 分析了陶瓷颗粒特性（种类、 含量、 粒径、 界面结合） 对复合材料性能的影响， 并阐述了复合材料的导电机制及强化机制。最后， 针对现有研究的不足， 对未来研究的重点方向与发展趋势进行了展望， 以期为高性能陶瓷颗粒增强铜基复合材料的进一步开发和实际应用提供参考。
复合 2026年10月08日
高熵合金的多维度性能及应用进展

高熵合金的多维度性能及应用进展

摘要：高熵合金因其多主元元素组成和优异性能备受关注,在热学、电学、磁学及耐腐蚀等方面表现出色,适用于航空航天、电子器件、磁性材料、催化剂和能源材料等领域。综述了高熵合金多维度性能的最新研究进展,探讨了其在不同领域中的应用前景和未来发展方向。高熵合金的高温稳定性好但热导率低,电阻率高但可通过成分设计和工艺优化改善导电性和电磁兼容性。其磁学性能表现出从反铁磁性到铁磁性的多样性。凭借高熵效应和钝化特性,高熵合金在恶劣环境中表现出色。尽管硬度较高,但增材制造和热处理技术可改善其可加工性和强塑性。未来研究需聚焦于通过计算材料学和机器学习优化合金成分、探索先进制造技术及降低成本,以推动其在工业领域的应用。
稀有 2026年10月08日
炼钢流程中氮元素控制与预测进展综述

炼钢流程中氮元素控制与预测进展综述

摘要：提升钢材洁净度是钢铁企业增强产品竞争力、拓展高端市场的核心战略。氮在钢中常被视为有害元素，其含量过高会显著恶化钢材的塑性、韧性及耐久性，因此，实现钢液的低氮化控制是提高洁净度的关键方法。本综述系统梳理了炼钢过程氮控制的热力学与动力学原理，并深入剖析了影响钢中氮含量的关键工艺因素，包括，1）表面活性元素（O，S）对气-液界面反应的“阻塞效应”及其临界含量（如w［O］＞0. 04%或w［S］＞0. 06%时脱氮近乎停滞）；2）碳氧（CO）气泡的脱氮作用及如何通过工艺优化（如添加发泡剂）延长其有效脱氮时间；3）高氮容量熔渣的化学吸氮机制及渣系组分（如CaO/Al2O3比、CaF2含量）对氮溶解度的调控；4）真空处理中低氮分压的热力学优势与吹氩搅拌的动力学协同机制；5）电弧炉中电弧电离导致的特有增氮问题及缓解策略。在此基础上，总结了以山钢、首钢、太钢为代表的工业实践低氮控制技术，并重点评述了近五年涌现的氮含量预测模型（如Nam的转炉动态模型、Wei的AOD时变热力学模型等），通过横向对比指出现有模型在普适性、实时性及对极端工况的适应性方面仍存在局限。最后，展望指出未来低氮钢生产应聚焦于电弧工艺优化、全局智能化控制，并特别强调了在“双碳”战略背景下，通过形成氮碳化物实现碳、氮协同去除的绿色冶金新路径具有重要前景。
钢铁 2026年10月08日
航空装备超声原位无损检测技术研究进展

航空装备超声原位无损检测技术研究进展

摘要：损伤检测是航空装备研制和外场运营维护的关键环节，直接影响装备的研制进程和服役安全。近年来，国内外学者和科研机构在超声检测领域开展了大量研究工作，基于此，本文围绕航空装备研制和运营中的损伤原位检测需求，简要分析航空装备典型结构损伤及其原位检测的特点和要求，重点总结近年来国内外在超声检测前沿理论与方法、先进检测传感器设计及专用检测装置研发等方面的最新研究进展，并结合技术研究和工程实践中出现的新问题、新思路和新导向，对非均质材料损伤检测技术、面向复杂型面结构的换能器设计方法、新型非接触检测装置研发与工程应用等方面的主要挑战和未来发展趋势进行总结和展望。
航空 2026年10月08日
基于锑化铟和石墨烯的多功能超材料传感器设计

基于锑化铟和石墨烯的多功能超材料传感器设计

摘要：提出了一种基于锑化铟和石墨烯的高灵敏度多功能太赫兹超材料传感器。该传感器在3.20 THz 和3.99 THz 处的吸收率分别达到了99.27% 和97.96%，具有双窄带完美吸收特性。其折射率灵敏度高达830 GHz/RIU（其中RIU 为折射率单位），磁场灵敏度达到1700 GHz/T，品质因子（Q 值）最高达64。通过结合石墨烯的电可调性和锑化铟的热、磁敏感特性，该传感器实现了对折射率、温度和磁场等多种物理量的高灵敏度检测。该传感器兼具高灵敏度、窄带强吸收与动态可调谐等优势，为太赫兹波段的多功能集成化传感提供了新思路。
光电 2026年10月08日
钙钛矿/硅叠层太阳能电池稳定性

钙钛矿/硅叠层太阳能电池稳定性

摘要：近年来, 钙钛矿/硅叠层太阳能电池因其能够突破单结光伏器件效率极限而成为光伏领域的研究热点。然而, 相较于迅速提升的光电转换效率, 器件稳定性不足问题仍是限制其规模化应用的关键因素。围绕钙钛矿/硅叠层太阳能电池稳定性不足的问题, 对近年来相关研究进展进行了系统综述。首先分析了影响叠层器件稳定性的主要因素, 包括钙钛矿材料的热稳定性、界面缺陷与非辐射复合、离子迁移行为以及光照、温度和湿度等外界环境因素。随后重点总结了当前提升器件稳定性的主要策略, 如采用组分工程调控钙钛矿晶体结构、界面钝化与界面工程优化、电荷传输层稳定性提升以及采用器件封装技术等。同时, 对不同稳定性测试条件与评价标准进行了归纳比较, 以揭示器件性能衰减的主要机理。综合现有研究结果可以看出, 通过合理的材料设计与界面调控能够有效抑制缺陷态和离子迁移, 从而显著提升叠层器件的运行稳定性。最后, 对钙钛矿/硅叠层太阳能电池稳定性研究中仍面临的挑战进行了讨论, 并对未来的发展方向进行了展望, 以期为实现高效率、长寿命叠层光伏器件的进一步发展提供参考。
新能源 2026年10月08日
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