固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的能量转化装置。SOFC具有高效、产物清洁污染小和噪声低等优点, 因此成为近年来国内外研究的热点。混合电子-离子导体的钙钛矿型SOFC电极材料被广泛研究。采用固相法在空气中合成了具有正交钙钛矿结构的PrFe0.7Ni0.3O3-δ(PFN)。结果表明: PFN在800 ℃时, 在空气和H2条件下最大电导率分别为46.500 S/cm和0.007 S/cm, 在空气气氛条件下的界面极化阻抗为0.08 Ω?偸cm2, 在H2气氛条件下阻抗为0.24 Ω?偸cm2, 在乙醇气氛条件下的阻抗为1.52 Ω?偸cm2; PFN/La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ(LSGM)/PFN对称电池在800 ℃时, 氢气气氛条件下的最大功率密度为475 mW/cm2, 以乙醇为燃料时最大功率密度为180 mW/cm2。这表明, Ni掺杂PrFeO3的样品作为电极材料性能优异, 是一种有前景的SOFC电极材料。

目前一维量子卷积计算不能满足当前机器学习、图像识别等算法的要求。由于量子卷积神经网络模型主要是处理多维信息,有必要将一维量子卷积的维数推广到二维,进行二维量子卷积计算的研究,使得量子卷积计算不受维数的影响,可以更好地应用于量子卷积神经网络。在量子计算中,量子态的叠加和纠缠使量子计算具有并行计算的能力,与一维量子卷积相比,二维量子卷积在并行计算中具有更高的优势,二维量子卷积计算更适合目前量子卷积神经网络中量子卷积层的研究与设计。在一维量子卷积计算的基础上,基于量子图像表示方法,探究了二维量子卷积计算的量子线路设计,设计了通用的二维量子卷积线路模型。由于经典信息不能直接用于量子计算,首先将经典信息进行量子化编码,处理后的量子信息输入到二维量子卷积计算的量子电路中,完成概率幅和加法计算,最后通过测量得到量子卷积的结果。二维量子卷积算法大大减少了卷积计算的步骤,提高了计算速度,增加了信息的存储空间。为量子卷积神经网络模型中量子卷积层的设计规则提供了理论依据,为高维量子卷积计算提供了参考和可能的途径。

中国散裂中子源(CSNS)反角白光中子源束线主要由中子束窗、中子开关、中子准直器和真空管道等组成。为了保证CSNS反角白光中子源束线安全、稳定、可靠地运行, 研制了基于EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)软件架构的控制系统。该系统主要由中子束窗、中子开关及中子准直器的运动控制系统、真空控制系统和控制室三部分组成, 实现了对反角白光中子源束线主要设备的远程监测和控制。测试结果表明, 该系统具有稳定可靠性高、人机交互友好的特点, 很好地满足了反角白光中子源束线运行的需要。

介绍了双波段红外光学系统无热化设计的方法，设计了一个双波段无热化红外光学系统。该系统采用二次成像系统构成，利用Ge、ZnS和ZnSe三种材料及引入两个非球面，实现了双波段红外光学系统光学被动无热化设计。系统工作波段为3.7～4.8 μm和7.7～10.3 μm，结构紧凑，满足100%冷光阑效率要求。像质评定结果表明，光学系统双波段在全温度范围内（-60 ℃～70 ℃）像质良好，证明了该方法的正确性与可行性。

利用2只915 nm半导体激光短列阵作为子模块，设计并研制出连续输出的高亮度光纤耦合模块。首先对每个半导体激光短列阵进行光束整形，从而提高它的光束质量; 然后采用空间复用技术将这两个半导体激光短列阵出射的激光在光参数积小的方向上叠加，并利用偏振复用技术进一步提高光束质量; 最后利用单片非球面透镜将激光聚焦到芯径为100 μm、数值孔径为0.22的光纤中。测量结果显示: 在工作电流为52.5 A时，聚焦镜焦平面的光斑尺寸为105.4 μm; 耦合后测量光纤出光功率可达72.6 W，对应亮度为6.08 MW/(cm2·sr)，模块的电光转换效率为42.2%。最后测量了模块在不同驱动电流时的光谱，证明该模块的散热性能良好。

采用热溶剂法制备了NaYF4∶Tb3+,Er3+六角相纳米粒子, 分析了合成条件对六角相粒子形成的影响。较高的反应温度有利于六角相NaYF4晶体的形成。实验结果表明: 六角相是热力学更稳定和更有序的结构, 从立方相到六角相的转变是从无序到有序结构的转变。随着尺寸的减小, 纳米粒子的下转换效率明显降低。为进一步比较, 制备了NaYF4∶Tb3+,Er3+核壳结构的纳米粒子。包覆后的纳米粒子的下转换效率明显提高, 其原因是包覆减少了表面缺陷进而降低了表面激发能量的猝灭。

利用反射各向异性谱(RAS)和反射谱在线监测了AlxGa1-xAs样品的金属有机化合物汽相淀积(MOCVD)外延生长过程。通过在线监测得到的RAS和反射谱可以敏感地反映出AlxGa1-xAs外延层组份发生的变化，从而优化外延生长工艺。实验表明,反射谱中的振荡周期可以在线计算组份和生长速率，利用反射谱中的振荡的第一个最小值与Al组份的线性关系，可以确定渐变组份初始值。通过在线计算得到的生长速率和组份与扫描电镜(SEM)和高分辨X射线衍射(HRXRD)测试得到的结果基本吻合。

实验研究了晶相对下转换的影响。Tb3+ -Er3+ 耦合对将一个紫外光子(Tb3+ 的7F6→5L1)294 nm 剪裁成800 nm (Er3+ 的4I9/2→4I15/2) 和467 nm (Tb3+ 的5D4→7F6) 两个都能被GaAs 太阳能电池吸收的低能光子。采用水热法制备了NaYF4六角相微晶和立方相纳米晶粒子, 六角相由于具有热力学稳定性和有序的排列结构而更有利于量子剪裁过程的发生, 相反在立方相结构中没有发现量子剪裁现象。分别采用294 nm 和355 nm波长的光对六角相NaYF4进行激发, 从发射光谱可以看出, 下转换的实现是通过一个交叉弛豫过程完成的。实验结果表明, 与熔融法相比, 用水热法制备的NaYF4 的量子产率明显降低。