In recent years, manganese-based oxides as an advanced class of cathode materials for zinc-ion batteries (ZIBs) have attracted a great deal of attentions from numerous researchers. However, their slow reaction kinetics, limited active sites and poor electrical conductivity inevitably give rise to the severe performance degradation. To solve these problems, herein, we introduce abundant oxygen vacancies into the flower-like δ-MnO2 nanostructure and effectively modulate the vacancy defects to reach the optimal level (δ-MnO2-x-2.0). The smart design intrinsically tunes the electronic structure, guarantees ion chemisorption–desorption equilibrium and increases the electroactive sites, which not only effectively accelerates charge transfer rate during reaction processes, but also endows more redox reactions, as verified by first-principle calculations. These merits can help the fabricated δ-MnO2-x-2.0 cathode to present a large specific capacity of 551.8 mAh g-1 at 0.5 A g-1, high-rate capability of 262.2 mAh g-1 at 10 A g-1 and an excellent cycle lifespan (83% of capacity retention after 1500 cycles), which is far superior to those of the other metal compound cathodes. In addition, the charge/discharge mechanism of the δ-MnO2-x-2.0 cathode has also been elaborated through ex situ techniques. This work opens up a new pathway for constructing the next-generation high-performance ZIBs cathode materials.

水体中悬浮粒子对光的散射导致浑浊水下成像质量下降。偏振光学成像技术可基于偏振信息分离散射光和信号光，是浑浊水下成像的有效方法。然而，现有的水下偏振成像技术主要从空域分离散射光和信号光，对于散射光的抑制效果较为有限。利用散射光和信号光在频域的差异性，基于对偏振图像频谱信息的处理实现了对后向散射光的有效抑制，从而实现了成像清晰度的显著提升。在不同浑浊程度水体环境下对于不同物体开展了多组实验，实验结果表明，所提方法相对于传统的水下偏振成像方法可更好地抑制后向散射光和凸显物体信号光，最终实现在浑浊水体环境下的清晰成像，尤其对于高浑浊水体，成像清晰度提升效果明显。

水轮机转轮及叶片为水轮机的核心构件, 但在水轮机长时间运转过程中易出现不同程度的空蚀现象。激光增材再制造技术由于具有效率高、热输入低、结合性能好等特点, 可作为该类缺陷的有效修复手段。建立水轮机叶片激光增材再制造三维有限元模型, 计算激光增材再制造区域温度场和应力场的瞬态分布规律。结果表明, 激光增材再制造过程对水轮机叶片的温度、应力和应变影响主要集中在增材再制造区域附近。单道激光增材再制造热影响范围约为10 mm, 四道激光增材再制造热影响范围上升至25 mm。此过程所产生的变形极小, 在完成四道激光增材再制造后, 中心横截面所产生的最大变形为0.15 mm, 对水轮机叶片整体影响不大。

光电探测器因可将光信号转换为电信号而被广泛地应用于视频成像、光通信、生物医学成像和运动检测等方面。但由于所采用的传统光电探测器材料对其性能带来的局限性和日益增长的新需求之间的矛盾, 使得寻找新的材料迫在眉睫。近年来新兴的二维材料为制备更高性能的探测器提供了全新的材料研究平台, 其中石墨烯以其独特的电学、光学与热学特性成为下一代高性能光子学最有希望的候选材料之一。本文系统地综述了不同光响应机制下石墨烯基光电探测器研究现状, 并在此基础上对当下不同石墨烯基光电器件发展前景进行了细致的讨论和展望。

为避免透射式系统存在的色差问题, 采用离轴反射式光学系统, 在三镜后加分色片, 分别成像到中波探测器及长波探测器的焦面上, 实现对中波红外和长波红外两个谱段信息的同时成像。该一体化系统由 3个离轴反射镜和一个分色片构成, 为校正系统像差, 三镜采用 XY多项式曲面。采用二次成像结构形式, 具有 100%冷光阑效率。系统 F数为 2.67, 视场角 11.4°×1.8°, 工作波段为中波 3.55～3.93.m, 长波 10.3～12.5.m。中波红外系统 MTF平均值大于 0.5@25 lp/mm, 长波红外系统 MTF平均值大于 0.4@12.5 lp/mm, 采用光学被动式消热差法对光学系统进行温度补偿, 温度适应范围为－40℃～＋60℃。

相对于传统的780 nm饱和吸收光谱稳频技术,调制转移光谱法具有更高的灵敏度和分辨率。采用调制转移光谱技术将1560 nm分布式反馈激光器经全光纤放大和PPLN晶体高效倍频至780 nm后锁定在Rb ⁸⁷原子D₂线超精细谱线5 ²S_1/2(F_g=1)→5 ²P_3/2(F_e=0,1)交叉共振峰上,20 h激光器的频率漂移峰峰值为105 kHz,1 s的阿伦方差为3.7×10 ^-11,10000 s的阿伦方差为4.6×10 ^-12。研究了铷泡吸收长度对频率稳定性的影响。针对Rb ⁸⁷5 ²S_1/2(F_g=1)→5 ²P_3/2(F_e=0,1,2)吸收峰较弱问题,研究了不同偏振类型的泵浦光和探测光对误差信号的影响。

TFT基板四道掩膜版工艺可提升产能, 但其带来的产品品质困扰着各工厂, 白点不良即为四道掩膜版工艺产生。本文通过直流实验探究了白点产生的原因; 采用光照实验和高温实验, 研究了白点产生的机理, 同时利用工艺调整来改善白点不良。结果表明, 有源层膜质存在异常, 其导电性不同导致了反冲电压(ΔVp)的差异, 最佳公共电压的不同形成白点不良。栅极和源极耦合电容越小, 即硅边宽度越小, 白点越少, 直至消失。子像素存储电容越大, 钝化层厚度(PVX)由600 nm减小到400 nm, 白点不良程度可减轻1个等级。通过工艺调整, 将硅边宽度降低到1.2 μm, 可解决四道掩膜版工艺导致的白点问题。该研究对于产品品质和收益的提升以及后续产品开发提供了有效的解决方法及参考。

针对全向加速度计柔性支撑结构应力集中问题, 以压电加速度计高灵敏度为目标, 建立了考虑应力分布状态的新型全向加速度计柔性支撑结构优化设计模型。借助遗传算法, 通过协同优化初始长度15 mm压电曲梁不同部位的曲率和直径, 得到了具有变截面特征的压电全向加速度计曲梁支撑结构。数值实验结果表明, 所得到的3压电曲梁支撑加速度计解算的全向灵敏度为传统3直梁支撑加速度计的2.5倍, 且结构的最大应力仅为传统直梁结构的70%~90%。由于应力降低, 曲梁加速度计的加速度线性测量范围扩大为传统直梁加速度计的1.2倍。在1~81 Hz加速度下, 曲梁加速度计解算的全向灵敏度为0.7~1.3 V/g, 为直梁加速度计的1.6~2.9倍。该设计解决了通过直接改变梁结构形式难以实现传统梁结构加速度计高灵敏低应力响应的问题。