量子与经典光协同组网资源分配策略

摘要:针对量子计算带来的“先截获后解密”的数据安全威胁,量子密钥分发(QKD)能够为通信双方提供长期不可破解的安全密钥。考虑到量子信号传输的脆弱特性,基于暗光纤构建专用量子密钥分发网络(QKDN)面临巨大的成本障碍。而融合网络中经典光信号对量子信号存在动态的噪声干扰,使QKD 无法正常运行。提出量子与经典光协同组网资源分配策略,包括面向经典通信的自适应路由与波长资源分配算法(C-ARWA)、面向量子通信的自适应路由与波长资源分配算法(Q-ARWA),以及基于C-ARWA 与Q-ARWA 组合的协同资源分配算法(SRWA)。38 节点城域拓扑下仿真结果表明,基于量子与经典光端到端协同的SRWA 算法在300 Erlang 业务量条件下,实现业务平均会话密钥速率由bit/s 至kbit/s的量级提升。

电磁屏蔽导电涂料的研究与应用进展

摘要:为了深入了解电磁屏蔽导电涂料的制备与性能,促进高性能、低成本的电磁屏蔽导电涂料研究与应用发展,本文首先介绍了涂料的导电机制和电磁屏蔽基本原理。其次,以不同类别的导电填料和树脂基体为重点,系统介绍了各类材料结构、性能的差异对涂料整体性能的影响,综述了当前的研究进展及针对实际应用进行的多功能改良。最后,针对电磁屏蔽涂料目前在填料结构、填料合成、聚合物基体与填料的相容性的问题进行了总结及表达了对未来产业发展的展望。

基于纳米铜膏的导电结构激光并行扫描烧结成型技术

摘要:针对柔性基板中导电结构的快速成型,对纳米铜膏的多道激光并行扫描烧结技术进行了优化。探究了不同功率和填充间距对激光烧结过程中的纳米铜膏烧结形貌和电阻率的影响,得出最佳的工艺参数。适当缩小间距可提高烧结程度和导电性,但间距过小易导致基板过热。实验结果表明,最佳工艺参数组合为功率170 mW、间距10 μm、光斑直径15 μm,此时烧结线路呈现金属铜色,并形成网状烧结结构,测得电阻率为5.32×10-6 Ω·cm。对比聚酰亚胺(PI) 和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) 薄膜在激光烧结过程中的效果,分析了基板的耐热性和透光性对烧结效果的影响机理,为后续清洗工艺提供可行性参考。

n型碲化铋基热电材料、器件及应用

摘要:碲化铋(Bi2Te3)基热电材料, 作为目前唯一商业化应用的热电材料体系, 在近室温区内表现出优异的热电性能, 在低品位温差发电和热电半导体制冷方面具有独特的优势, 广泛应用于深空探测电源、5G通信、激光制冷、消费电子、医疗器械等关键领域. 本文以n型Bi2Te3为主要研究对象, 详尽介绍了不同的优化策略——载流子调节、织构化调控、能带工程和声子工程对该体系热电性能和力学性能优化的研究进展. 同时, 针对不同维度(一维热电纤维、二维热电薄膜和三维热电器件)下Bi2Te3基热电器件在发电与制冷领域所取得的研究成果进行展示, 总结并讨论了n型Bi2Te3基热电材料现存的挑战以及未来可能的发展方向, 以期为n型Bi2Te3热电材料的探索提供参考.

面向电子皮肤的智能材料构建策略

摘要:电子皮肤作为具有模仿人类皮肤感知功能的新型的柔性可穿戴传感器,具有轻薄、柔软、灵活等特点,可将外界刺激转化为不同的输出信号,近年来在健康监测、人机交互等领域展现出巨大的应用潜力。本文从构建电子皮肤的智能材料角度出发,对电子皮肤常用基体和导电填料及其几何结构构建等方面进行了综述,并基于电子皮肤应用所需面对的复杂环境对其生物相容性、黏附性、自修复性、自供电性等应用性能需求进行讨论,进而指出电子皮肤在研究过程中仍然存在对人体皮肤的综合感知性能差、制备工艺复杂且昂贵、感知刺激信号存在滞后性等问题,通过材料和结构优化提升电子皮肤基础性能,从而构建优异性能、多功能化、多种外界刺激同步检测成为电子皮肤发展趋势,并且在医疗诊断、软体机器人、智能假肢和人机交互等领域表现出极大的潜力。

氧化钼电致变色薄膜与器件的研究进展

摘要: 氧化钼作为一种典型阴极着色电致变色材料,具有制备方法简单、成本低、循环稳定性和电化学稳定性良好等优点,尤其是氧化钼还有着较短的变色响应时间和较低的生物毒害性,其电致变色薄膜与器件有着十分重要的研究与应用价值。概述了氧化钼薄膜的不同制备方法,包括物理气相沉积法、化学气相沉积法、喷雾热解法、电化学沉积法、水/溶剂热法、溶胶-凝胶法、朗缪尔-布洛杰特( LB) 沉积法和氧化剥离法,分析比较了不同制备方法的优缺点。在改善薄膜性能方面,总结了不同掺杂元素对氧化钼薄膜的影响,并进一步概述了氧化钼电致变色器件的研究进展。最后,就氧化钼薄膜及其器件在电致变色领域存在的问题及未来的研究和应用方向进行了讨论和展望。

二维自旋电子学的研究进展

摘要:二维自旋电子学器件因其表面无悬挂键的特性,可堆叠或生长形成具有超高质量界面与高自旋注入效率的范德华异质结,有望突破传统自旋电子学器件中晶格匹配与兼容性的限制,进而实现自旋电子学的重大物理和技术突破。系统归纳了制备二维材料的多种方法,并以二维铁磁材料Fe3GeTe2、Fe3GaTe2和二维拓扑半金属WTe2等为例,重点阐述了二维铁磁异质结的最新研究动态。最后,对二维自旋电子学器件的发展进行了总结与展望。

芯片用金刚石增强金属基复合材料研究进展

摘要:随着电子设备集成化程度越来越高,对高导热封装材料的需求也越来越大,金刚石增强金属基复合材料凭借其高导热性能成为研究焦点。然而,由于金刚石颗粒与金属基体之间的不润湿特性,具有高导热性的金刚石增强金属基复合材料难以制备。文中综述了金刚石增强金属基复合材料的研究进展,包括界面改性、工艺参数优化和复合材料制备方法,并指出了金刚石增强金属基复合材料目前存在的问题和今后的研究方向。

金属与光子晶体组合型结构色颜料的制备及性能研究

摘要:[目的]基于干涉效应的法布里−珀罗(F-P)腔及介质层−吸收层−介质层−金属(DADM)结构的不透明结构色颜料由于包含一层很薄且对膜厚波动极其敏感的吸收层,在工业化生产中常常出现色相偏差大、工艺稳定性差、生产效率低等问题,亟需寻求一种更稳定高效且低成本的制备方式。[方法]设计了金属与一维光子晶体组合型(MPC)结构,其中不包含对膜厚波动敏感的薄吸收层,而是利用一个金属膜层来实现吸收和部分反射的作用,以实现在白色等浅色的底色上呈现颜色。采用物理气相沉积(PVD)工艺分别制备了 MPC和 DADM两种类型的结构色颜料 Pink 1和 Pink 2,分析了它们的光谱、物理性质及颜色。[结果]Pink 1、Pink 2 都是微米级片状不透明颜料,颜色随观察角度而异,在深色和浅色的底色上都可以呈现出颜色。与采用 DADM 结构的 Pink 2相比,采用 MPC结构的 Pink 1在饱和度及随观察角度不同而异色的能力稍弱,但其制备工艺和设备的容错率更高、稳定性更好。在保持颜料覆盖率和最高反射率等性能相近的情况下,Pink 1颜料的日均产能比 Pink 2 颜料高10% ~ 15%。通过改变 MPC膜层结构,还可以实现绿、蓝等新颜色,以及赋予结构色颜料磁性等其他功能。[结论]MPC结构有利于高效率、低成本地进行大规模生产,是一种获得中等饱和度及角度依赖性的不透明结构色颜料的可行方式。

光纤式架空输电线路多参量感知技术与应用

摘要:架空输电线路属于国家能源基础输送通道,具有覆盖面广、途经地形多变、运行环境恶劣等特点。随着电力系统规模的不断扩大和运行环境的日益复杂,对输电线路的安全稳定运行提出了更高要求。近年来,光纤传感技术凭借其强抗电磁干扰、长距离传输、多参量、高可靠与可集成等优势,逐渐成为研究和应用的热点。电力通信光缆,特别是光纤复合架空地线的普及,为基于光纤的线路感知提供了工程化载体。系统评述了光纤式输电线路典型监测方法的基本工作原理和发展脉络,主要包括基于光纤布拉格光栅的点式监测和基于光纤瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射传感原理的分布式监测;重点梳理了输电线路全要素监测的应用现状,涵盖线路本体、杆塔及装置等关键组成部分在覆冰、舞动、故障及污秽等工况下状态监测与预测预警方面的研究进展。同时,结合输电线路的工程应用需求,深入分析了现有技术在准确感知、可靠通信、系统集成及数智化赋能等方面存在的挑战。此外,对光纤式架空输电线路多参量感知技术的未来发展趋势和研究方向进行了阐述和讨论,包括多参量联合感知以及面向场景驱动的人工智能融合驱动体系的构建,以期为输电线路的数字化转型及智能电网建设提供参考。