深圳大学学报理工版 /oa 虚拟结构光照明双光子荧光显微成像 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202103001 结构光照明单光子荧光超分辨显微成像技术已经成为生命科学研究的重要手段. 为提高荧光显微成像技术的分辨率与成像深度,提出虚拟结构光照明双光子荧光超分辨成像方法,建立虚拟结构光照明双光子荧光超分辨成像理论模型,并分别对Lena图像和100 nm荧光珠进行模拟成像实验.结果表明,系统的空间分辨率提高了1.95倍.这项超分辨成像技术既具有双光子荧光成像的光学切片能力与成像深度大的优点,还具有虚拟结构光照明超分辨成像的能力,对高散射的厚生物样本甚至活细胞动态超分辨成像具有重要的潜在应用价值. 2021年05月14 00:00 2021年第3期 221 226 4865755 邵永红,郑晓敏,汪磊,吴文帅,周洁,陈嘉杰 肖特基型p-GaN栅极电致发光研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202103002 制造肖特基型Ni/p-GaN/AlGaN/GaN结构的p-GaN栅极器件,并研究该器件在不同温度与正向偏压下的电致发光现象.当栅极偏压大于4 V时,可以观测到源自p-GaN层的电致发光;当栅极偏压大于6 V时,可以观测到源自沟道层的氮化镓带边发光;当温度升高时,电致发光的强度增加.电致发光光谱随偏压及温度的演变过程,揭示了p-GaN栅结构中电子和空穴的非对称性注入过程,以及Ni/p-GaN界面处的热致空穴注入增强效应.研究有助于理解和提高p-GaN栅功率器件的稳定性和可靠性. 2021年05月14 00:00 2021年第3期 227 231 2692364 邱然,刘禹涵,李百奎 多编程手段的浮栅晶体管非易失性存储器 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202103003 随着信息时代的发展,新型晶体管基非易失性存储器体现出越来重要的应用价值,获得了广泛的研究关注.本研究将具有Ⅰ型能带结构的硒化锌/硫化锌核壳量子点集成到石墨烯晶体管中,充当晶体管中的电荷捕获层和隧穿中心,制备具有多重编程手段的非易失性存储器.该量子点可以实现电子和空穴的双重存储,通过正负脉冲栅压可以改变该器件的沟道电导状态,实现信息存储.表征实验结果表明,该器件可实现60 V的超大存储窗口,在10 h的测试范围内表现出良好稳定性,在多次擦写过程中表现出良好的耐用性.该器件还可以将光照作为辅助编程手段,使用紫外光对写入的电荷进行擦除,实现较好的电写-光擦功能.研究结果表明,核壳量子点是一种良好的电荷存储介质,在晶体管基非易失性存储器中具有巨大应用潜力,对基于半导体核壳量子点的晶体管基存储器进行光电赋能,有望实现光电编程. 2021年05月14 00:00 2021年第3期 232 238 8129126 温嘉敏,闫成员,孙振华 <em>A</em> <sub>2</sub>InCl<sub>5</sub>·H<sub>2</sub>O∶Sb<sup>3+</sup>(<em>A</em>=Cs, Rb, K)的荧光特性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202103004 自陷激子发光是金属卤化物钙钛矿荧光材料中一种常见的发光行为,晶格的变形能力对其自陷态发光有显著影响.以Sb3+掺杂的0维无机钙钛矿A<sub>2</sub>InCl<sub>5</sub>·H<sub>2</sub>O (A=Cs, Rb, K)为研究对象,利用X射线衍射、荧光光谱以及拉曼光谱等手段对其表征分析,研究阳离子半径变化导致的[InCl<sub>5</sub>H<sub>2</sub>O]<sup>2-</sup>/[SbCl<sub>5</sub>H<sub>2</sub>O]<sup>2-</sup>八面体变形对荧光特性的影响.研究结果表明,当阳离子半径减小时,材料的晶面间距变小,带隙增大,激发光谱发生蓝移.同时,材料的电声耦合作用增强,非辐射复合过程增强,斯托克斯位移增大,谱线增宽,光谱发生红移,光致发光量子产率降低.研究结果对钙钛矿自陷态发光的调控提供了有效途径. 2021年05月14 00:00 2021年第3期 239 244 3099456 刘泽向<sup>1,2</sup>,周勃<sup>2</sup>,方绍帆<sup>2</sup>,时玉萌<sup>2</sup> 太赫兹行波管非对称降压收集极设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202103005 多级降压收集极是太赫兹行波管中回收废电子注的重要部件,对整管工作效率有重要影响.为提升整管工作效率,提出一种非轴对称结构的太赫兹频段行波管降压收集极的设计方案.通过研究注波互作用后的废电子注能量特性,设计了轴对称太赫兹频段行波管降压收集极结构,再采用非轴对称结构进行优化.三维粒子模拟计算结果显示,在考虑二次电子发射的情况下,采用三级轴对称降压收集极的太赫兹行波管,最佳回收效率为79.30%,粒子回流率为3.12%,整管工作效率为4.47%;而当采用三级非轴对称结构降压收集极时,太赫兹行波管的回收效率升至89.50%,粒子回流率降至0.53%,整管工作效率为8.38%.采用非对称结构设计的降压收集极可有效提高太赫兹行波管的整管工作效率. 2021年05月14 00:00 2021年第3期 245 251 5904372 欧粤<sup>1, 2</sup>,刘文鑫<sup>1, 2</sup>,赵征远<sup>1</sup>,杨龙龙<sup>1</sup>,王韦龙<sup>1</sup>,张兆传<sup>1</sup> 色散反馈微腔激光器产生无时延特征宽带混沌 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202103006 提出并数值验证了利用啁啾光纤光栅反馈弧边六角形微腔激光器产生宽带、无时延特征的混沌激光.通过Lang-Kobayashi方程建立啁啾光纤光栅反馈下的弧边六角形微腔激光理论模型,研究弧边六角形微腔激光器偏置电流、反馈强度及啁啾光栅色散系数对混沌激光带宽及反馈时延特征的影响.结果表明,微腔激光器在具有宽带平坦调制响应特性的高偏置电流情况下,通过啁啾光纤光栅色散反馈可以产生无时延特征的宽带混沌,带宽可达14 GHz. 2021年05月14 00:00 2021年第3期 252 257 4781332 王驿宣<sup>1, 2</sup>,王大铭<sup>1, 2</sup>,贾志伟<sup>1, 2</sup>,王安帮<sup>1, 2</sup> 掺杂硅波导实现可调谐红外激光输出 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202103007 针对目前红外波段波长转换存在的损耗大、工艺复杂,以及难以实现波长调谐等缺陷,提出掺杂硅波导结构实现可调谐红外激光输出. 通过氧化锌粒子的掺杂破坏硅材料的对称性,减少其有效折射率,增强硅波导内部的非线性效应,实现了中红外波长输出,波长转换范围达到1.55~2.85 μm. 进一步研究发现,改变粒子掺杂密度可实现中红外激光波长可调谐输出,调谐范围可达225 nm. 掺杂波导具有体积小、结构稳定等优势,该掺杂手段为实现集成波长调谐器件提供了新方法. 2021年05月14 00:00 2021年第3期 258 263 3995026 徐浩<sup>1, 2</sup>,乔丽君<sup>1, 2</sup>,张明江<sup>1, 2</sup>,张建忠<sup>1, 2</sup>,王涛<sup>1, 2</sup>,高少华<sup>1, 2</sup> 石墨相氮化碳负载镍铁水滑石活化PDS降解染料 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202103008 为提高石墨相氮化碳(g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>)光催化处理印染废水的效果,缩短反应时间,采用共沉淀法制备石墨相氮化碳负载镍铁水滑石(<a href="mailto:NiFe-LDH@g-C3N4">NiFe-LDH@g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub></a>)复合材料,并通过X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜和X射线光电子能谱仪进行表征.以<a href="mailto:NiFe-LDH@g-C3N4">NiFe-LDH@g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub></a>为催化剂,模拟日光条件活化过二硫酸盐(perdisulfate,PDS),降解目标污染物亚甲基蓝(methylene blue,MB),研究PDS质量浓度、催化剂投加量、反应温度以及pH值对MB降解率的影响.结果表明,<a href="mailto:NiFe-LDH@g-C3N4">NiFe-LDH@g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub></a>活化PDS能有效降解MB,在催化剂质量浓度为1.0 g/L、PDS质量浓度为200 mg/L、反应温度为30 ℃和pH值为9的最佳条件下,处理60 min后MB的降解率可以达到99.4%.淬灭实验表明,光生空穴在MB降解过程中起最主要作用. 2021年05月14 00:00 2021年第3期 264 271 4533159 王丽娟,蔡俊,王莹,王汉铮,路井义 高性能硅铜合金负极材料的制备及性能研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202103009 为提高锂离子电池硅基负极材料的电化学性能,采用化学还原及机械球磨法制备硅-铜(Si-Cu)不相容合金负极材料,并以苯胺为单体对Si-Cu材料进行原位聚合,经高温煅烧得到氮掺杂碳包覆的Si-Cu合金(Si-Cu/N-C)复合负极材料. 利用X-射线衍射、 扫描电子显微镜和透射电子显微镜(transmission electron microscopy, TEM)对材料的结构形貌进行表征,通过恒流充放电、循环伏安和电化学交流阻抗等分析测试技术,研究了材料的电化学性能. 研究结果表明,当Si∶Cu质量比为 1.5∶1,球磨时间为7 h时,首次放电比容量高达1 018.6 mAh/g,100次充放电循环后放电比容量为499.2 mAh/g,显示出最佳的电化学性能和稳定性. 经过包覆改性后,TEM显示该复合负极材料具有核-壳结构. 当加入的苯胺单体为0.45 mL时,复合负极材料的首次放电比容量为1 147.7 mAh/g,100次充放电循环后,放电比容量为857.9 mAh/g,与改性前的Si-Cu负极材料相比,容量保持率提高了10.8%. 改性后电化学性能的提升归因于复合负极材料独特的核-壳结构,聚苯胺高温碳化后得到的N掺杂碳包覆层不仅提高了复合负极材料的导电性,而且减少了材料间的接触阻抗. 此外,氮元素掺杂碳的Si-Cu/N-C 复合负极材料表面活性点增加,使得嵌脱锂电位平台降低,同时在循环过程中有利于形成稳定的固体电解质膜. 2021年05月14 00:00 2021年第3期 272 279 7080077 龚露露<sup>1</sup>,罗国旗<sup>2</sup>,姚俊<sup>1</sup>,尹小龙<sup>3</sup>,陈焕辉<sup>3</sup>,任祥忠<sup>3</sup> 铈锌共掺杂HA-GP复合物合成及抗菌性研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202103010 铈(Ce)和锌(Zn)都是人体中常见的微量元素,Ce-Zn共掺杂的羟基磷灰石(hydroxyapatite, HA)复合材料在生物医用领域有良好的应用价值.通过一锅水热法成功合成Ce-Zn共掺杂的HA-石墨烯(graphene, GP)复合粉体材料.借助X射线衍射、傅里叶红外光谱、拉曼红外光谱、场发射扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱和透射电子显微镜等技术对合成的复合材料进行表征分析.结果表明,通过水热法可成功制备Ce-Zn共掺杂HA-GP复合粉体材料,铈离子和锌离子成功替代部分钙离子进入HA的晶格中.由于铈离子、锌离子与钙离子半径不同,随着铈离子和锌离子掺杂摩尔分数的增加,复合材料中无定形相晶型增多,并且开始出现团聚现象;通过抗菌性能测试,发现引入铈离子和锌离子的HA-GP复合材料的抗菌性得到较大提高,当铈离子和锌离子掺杂摩尔分数均增至10%时,Ce-Zn-HA-GP复合材料的杀菌率达到93.2%.Ce-Zn共掺杂HA-GP复合材料有良好的抗菌应用前景. 2021年05月14 00:00 2021年第3期 280 286 5972844 袁秋华,石鑫,梁进仁,万磊,简友亮,杨袁,李瑞龙,代小毅,吴文珊 重物认知信息对搬举任务生物力学特性的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202103011 手工搬举导致的下背疼痛是最常见的职业损伤之一.为了解在手工搬举任务中,不同的重物认知信息对搬举生物力学特性的影响,招募24名有搬举工作经验的健康男性,完成在不同重物认知信息(质量提示信息和易碎性提示信息)和重物质量组合情况下的搬举任务.重物提示信息设置了无信息、质量信息、易碎信息、同时提示质量和易碎信息4个水平.重物质量设置了轻、适中和重3个水平.分析结果显示,在提示易碎信息的情况下,受试人大腿和背部的肌肉活动减弱,下背力矩及髋关节最大角速度减小;随着搬举动作持续时间延长,下背受伤的风险增高;质量信息对下背生物力学无显著的影响;与认知信息相比,重物质量对搬举生物力学表现的影响更大.因此,相比给予重物信息提示,控制搬举负重是保障搬举工人腰背健康更有效的方式.研究结果可为制定安全手工搬举作业标准提供参考. 2021年05月14 00:00 2021年第3期 287 294 4736403 刘一鹏,刘骏识,曲行达 基于人工神经网络研究小鼠抗搏击能力 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202103012 为研究30种苯二氮艹卓恶唑衍生物对雄性小鼠抗搏击活性(E)的定量构效关系(quantitative structure-activity relationship, QSAR),按照分子的拓扑环境编程计算了30种化合物的电性距离矢量模(MD, D=1, 2, …, 91). 通过逐步回归方法,建立了E的3参数(M10、 M16和M59)QSAR模型. R2cv和VIF诊断结果显示,该模型具有良好的稳定性和预测能力. 将M10、 M16和M59作为人工神经网络的输入层结点,采用3∶5∶1的网络结构,利用BP算法获得BP-E模型,其相关系数的平方R2和标准偏差S分别为0.984和0.054,表明E与上述3参数具有良好的非线性关系. 根据进入模型的3个变量可知,影响苯二氮艹卓恶唑衍生物对雄性小鼠抗搏击活性的主要因素是—CH3、—CH2—、>C<、—NH—和—OH(O)等微观基团. 2021年05月14 00:00 2021年第3期 295 300 2106174 朱利兰<sup>1</sup>,冯长君<sup>2</sup> 粉尘螨过敏原Der <em>f </em>35的克隆表达及免疫学鉴定 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202103013 粉尘螨是诱导过敏性疾病的重要变应原,可诱发Ⅰ型变态反应,对其免疫原性的鉴定是研究过敏性鼻炎等过敏性疾病的基础.首次对粉尘螨过敏原基因Der f 35进行克隆表达、纯化及免疫原性鉴定,提取粉尘螨总核糖核酸(ribonucleic acid, RNA),根据已知基因序列(GenBank:LC175222.1)设计引物进行反转录聚合酶链式反应扩增,经BamH I和Xho I双酶切,连接构建pET-32a-Der f 35载体,并克隆至大肠杆菌TOP 10菌株,取1 mL克隆菌液进行测序.使用试剂盒提取高纯度质粒转至感受态细胞Rosetta (DE3)中进行诱导、表达纯化及免疫学鉴定,并进行同源性比对分析、进化树构建及二级结构预测.克隆和表达结果显示,Der f 35基因的片段长约436个碱基对(base pair, bp);重组蛋白Der f 35相对分子质量约为30 ku (1 u =1 D),与预期结果相符.蛋白质印迹法结果证明,Der f 35与尘螨过敏性疾病患者的血清结合有明显的反应原性.生物信息学进化树结果显示,粉尘螨与屋尘螨、热带无爪螨、害嗜鳞螨、绵羊痒螨和免耳痒螨亲缘关系较近,二级结构预测显示Der f 35的氨基酸序列由2个α螺旋、6个β折叠、2个β转角和10个无规则卷曲片段组成.研究结果可为尘螨过敏性疾病的诊断与治疗提供理论依据. 2021年05月14 00:00 2021年第3期 301 306 2954869 陈扬,陈献雄,欧阳春艳,钟永浩,刘晓宇 基于图像块<i>l</i><sub>0</sub>梯度最小化的边缘保持平滑算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202103014 <i>l</i> <sub>0</sub>梯度最小化图像平滑算法可在保持边缘的同时滤除纹理和细节,但该算法使用图像梯度判决被平滑成分时会出现包含较小图像梯度(弱边缘)的区域会被平滑,而包含较大图像梯度(强纹理)的区域被保留的现象.为克服此缺陷,提出一种基于图像块<i>l</i><sub>0</sub>梯度最小化算法(image-patch based&nbsp;<i>l</i><sub>0</sub> gradient minimization algorithm, 简称IP-<i>l</i><sub>0</sub>算法)的图像平滑算法,通过对输入图像中的图像块而非整幅图像进行平滑,动态改变图像块目标函数中的权重参数,令主要包含强纹理的图像块以较大的力度进行平滑,而主要包含弱边缘的图像块以较小的力度进行平滑,再整合平滑后的图像块得到整个边缘保持平滑图像.对IP-<i>l</i><sub>0</sub>算法、原始的<i>l</i><sub>0</sub>梯度最小化算法、基于局部拉普拉斯滤波器的算法、基于相对全变差算法、基于树滤波的算法,以及2种基于深度学习的边缘保持算法进行仿真实验,结果表明,使用IP-<i>l</i><sub>0</sub>算法滤波后的图像能在保持较弱的边缘的同时平滑强纹理. 2021年05月14 00:00 2021年第3期 307 314 7282139 宋昱<sup>1, 2, 3</sup>,孙文赟<sup>1, 2, 3</sup> 基于AP相似日选取与FISOA-RBF的短期负荷预测 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202103015 为提高建筑电力负荷的预测精度,在考虑天气信息、日期类型等影响因素的基础上,提出一种基于吸引子传播(affinity propagation, AP)相似日选取和改进人群搜索算法-径向基神经网络(fusion improvement seeker optimization algorithm-radial basis function, FISOA-RBF)的建筑用电短期负荷预测模型.采用AP算法对短期电力负荷进行相似日选取,以克服外界环境对建筑电力负荷预测精度的影响;以RBF神经网络的网络参数为解对象,采用人群搜索算法(seeker optimization algorithm, SOA)进行参数寻优,并引入“融合改进策略”提高传统人群算法的寻优性能,以进一步提高RBF神经网络的预测精度和学习速度;根据FISOA 算法优化后的RBF神经网络对相似日数据进行训练,建立最优参数下的建筑短期电力负荷预测模型.预测结果表明,在相同数据集和气候特征条件下,与传统RBF、PSO-RBF和SOA-RBF预测模型相比,其平均预测绝对百分比误差分别降低了93.05%、83.60%和71.13%,平均预测速度分别提高了54.34%、39.25%和23.96%,表明FISOA-RBF模型在预测精度和预测速度上的表现更好. 2021年05月14 00:00 2021年第3期 315 323 4248993 于军琪,王佳丽,赵安军,解云飞,冉彤,赵泽华 粗糙集最优近似的动态更新方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202103016 目标概念在近似空间上的近似表示与计算是粗糙集理论模型研究的基础.对于动态属性约简及其相关问题往往需要更新粗糙集理论中目标概念的近似性,但现有的更新方法都基于模型的上、下近似.提出一种基于最优近似的动态更新方法,针对新增单个对象引起决策系统中条件类与决策类的动态变化,讨论4种不同情形下决策类的最优近似动态更新机制,由此得到一种动态的最优近似集更新算法.在 UCI 数据集上的测试结果表明,4种不同情形下决策类的最优近似更新的时间复杂度存在差异,与非增量式更新方法相比,所提最优近似粗糙集的增量式更新方法可行且高效. 2021年05月14 00:00 2021年第3期 324 330 0 罗来鹏,范自柱