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[IEEE 2018年国际智能与先进系统会议(ICIAS) - 马来西亚吉隆坡(2018.8.13-2018.8.14)] 2018年国际智能与先进系统会议(ICIAS) - 基于COMSOL Multiphysics的叉指电极(IDEs)几何结构仿真
摘要： 基于梳状电极结构的叉指电极（IDEs）传感器因其简单的结构设计，也是气体传感器和生物传感器应用中颇具吸引力的候选方案。通过调整传感器的几何参数可提升其灵敏度。本文基于COMSOL Multiphysics有限元模拟，研究了IDEs传感器的物理模型及其几何参数（间隙尺寸、指条数量与指条宽度）。通过模拟结果展示IDEs产生的电场分布，并与其他设计对比以确定最优方案。研究揭示了几何参数与IDEs性能的关系：模拟表明更小的间隙尺寸和指条宽度能产生更强的电?。幌嘟嫌谥柑跏?，间隙尺寸与指条宽度对IDEs性能影响更为显著。最优设计方案为18指条、0.1毫米指间间隙及0.1毫米指条宽度，该设计可产生30.6千伏/米的平均电场强度。
关键词： 集成开发环境、COMSOL多物理场、几何参数
更新于2025-09-23 15:22:29
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LAO-NCS：基于激光辅助自旋扭矩纳米振荡器的神经形态计算系统
摘要： 处理大数据（尤其是视频和图像）是现有冯·诺依曼架构机器面临的最大挑战，而人脑凭借其大规模并行结构，能在瞬间完成图像与视频处理。目前被广泛研究的最具前景解决方案是类脑计算机——即神经形态计算系统(NCS)。该系统通过借鉴大脑的巨量并行数据处理机制，突破了传统计算机逐字处理的思维局限。近年来，基于自旋电子学的NCS展现出实现低功耗高密度系统的潜力：其中神经元采用磁隧道结(MTJ)或自旋扭矩纳米振荡器(STNO)构建，忆阻器则用于模拟突触功能。尽管相比MTJ，使用STNO作为神经元能耗更低，但由于启动具有可检测输出功率的振荡需要较高偏置电流，自旋电子学NCS的功耗仍与生物大脑存在巨大差距。 本文提出一种196×10规模的基于自旋电子学的NCS概念验证方案，通过微瓦级纳秒激光脉冲辅助STNO振荡来降低系统功耗。实验表明：将STNO加热至100°C时，设计系统中STNO的功耗降低了55.3%；自旋电子层（STNO与忆阻器阵列）在100°C下的平均功耗较室温环境下降54.9%。相较于典型室温STNO基NCS，所提出的激光辅助STNO基NCS(LAO-NCS)在100°C下的总功耗改善达40%。最终，LAO-NCS在100°C时的能耗预计可比典型室温STNO基NCS降低86%。
关键词： COMSOL多物理场、节能、激光、自旋扭矩纳米振荡器、神经形态计算系统
更新于2025-09-19 17:13:59
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柔性基底上等离子体加热器中热流拉伸控制的研究
摘要： 本文提出了一种简单而稳健的数值方法，能够高精度预测外应变作用下不同金纳米粒子排列产生的热效应。该物理系统通过COMSOL Multiphysics仿真平台实现数值建模，研究了静止状态及机械应力作用下，线性偏振光共振激发不同金纳米粒子排列的光热响应。通过分析消光截面变化对纳米尺度生热过程的影响，我们阐述了机械调控的金纳米粒子排列因形成局域光热热点而显著提升局部温度的特殊条件。所构建的系统有望作为光机械可调谐等离子体加热器应用于实际场景。
关键词： COMSOL多物理场、光热效应、机械应力、等离子体加热器、金纳米颗粒
更新于2025-09-12 10:27:22