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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 基于卷积神经网络的DFT扩频OFDM可见光通信系统时域均衡器

    摘要： 本文提出了一种基于机器学习方法的可见光通信(VLC)系统新型时域均衡器。本研究采用离散傅里叶变换扩频正交频分复用(DFT-S-OFDM)作为调制方案，并以卷积神经网络(CNN)作为均衡器的核心处理单元。通过训练序列估计信道状态信息(CSI)后，该均衡器根据估计的CSI恢复传输符号。数值仿真表明，该均衡器能显著提升误码率(BER)性能。例如当信噪比(SNR)为20dB且采用16/32/64正交幅度调制(QAM)时，原始误码率约为0.5，而恢复后的误码率可达10^-5，远低于前向纠错(FEC)门限3.8×10^-3。本研究推动了机器学习在VLC领域的应用。据我们所知，这是首次探索基于CNN的均衡器。

    关键词： 机器学习（ML）、离散傅里叶变换扩频正交频分复用（DFT-S-OFDM）、可见光通信（VLC）、卷积神经网络（CNN）

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 内取向电场作为选择性调控光化学反应活性的策略

    摘要： 对苯乙酮衍生物进行了含时密度泛函理论计算，以探究利用带电官能团作为内部电?。ㄆ浞较蚩傻骺兀├窗葱韪谋涔饣形目赡苄?。结果表明，非共轭带电基团能使激发态稳定性发生高达-1.44 eV的显著变化：对位非共轭负电荷基团会 destabilize nπ*跃迁并 stabilize ππ*跃迁，而正电荷基团则产生相反效应。通过将这些取代基移至间位和对位，可调节这种静电作用。利用酸碱可使这些带电基团随pH值开启或关闭，从而选择性改变能级和光化学反应活性。溶剂效应显示随着介电常数增大，电场效应会减弱；但即使在强极性溶剂中，静电作用仍保持显著。因此，利用带电官能团实现位置依赖的静电（去）稳定化效应，是提升目标光化学过程效率的潜在途径。

    关键词： 电场、苯乙酮衍生物、TD-DFT、激发态、光化学反应活性

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 10-乙?；?10H-吩噻嗪-5-氧化物的自然键轨道、非线性光学及热力学性质

    摘要： 本文采用密度泛函理论（DFT）方法及6-311++G(d,p)基组，分析了10-乙?；?10H-吩噻嗪-5-氧化物的自然键轨道（NBO）、非线性光学及热力学性质。NBO分析表明分子内/间电荷转移导致体系稳定化。预测的非线性光学性质（如极化率和一阶超极化率）显示该分子可能具有未来研究价值。

    关键词： DFT、非线性光学及热力学性质，NBO，APTZ

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 新型芳基取代的2,2'-联噻吩：合成、光电性质及DFT研究

    摘要： 新型芳基取代的2,2'-联噻吩：合成、光电性质及DFT研究。Toreshettahally R. Swaroop、Zahra A. Tabasi、Yuming Zhao*与Paris E. Georghiou*通过2-噻吩二硫代酯与相应甲基酮缩合后，再经2-溴乙酰噻吩环化，合成了（噻吩-2-基-[2,2'-联噻吩]-5-基）(噻吩-2-基)苯甲酮类化合物；另将2-噻吩二硫代酯与甲基酮缩合后经碘甲烷处理得到β-噻吩-2-基-β-甲硫基-α,β-不饱和酮，该中间体与Simmons-Smith试剂反应生成相应的4-苯基及噻吩-2-基-2,2'-联噻吩衍生物。采用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱和循环伏安法研究了这些联噻吩衍生物的光电性质，通过密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)计算阐明了这些新化合物基态与第一激发态的最低能量构象、紫外-可见吸收与荧光发射谱带的电子起源及其相关前沿分子轨道(FMO)特性。此外，报道了这些芳基取代联噻吩经无水三氯化铁氧化聚合反应及其聚合物产物的荧光性质。

    关键词： 噻吩、紫外-可见光谱、荧光、TD-DFT、寡聚噻吩

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 晶体结构和3d杂质对拓扑材料Cd3As2电子结构的影响

    摘要： 本文对晶体结构以及Mn和Co替代Cd对拓扑材料Cd3As2电子结构的影响进行了理论研究。我们采用密度泛函理论计算了四方相和立方相Cd3As2，以及Cd3–xMnxAs2和Cd3–xCoxAs2晶体的能带结构和态密度。结果表明，立方相Cd3As2的能带结构与表征四方相的狄拉克半金属能带结构存在显著差异。研究还发现，当1/24的Cd原子被Co替代后，其3d电子态密度结构与磁性半导体Cd3–xMnxAs2的态密度相似，在费米能级处具有特征性极小值。而类似的Mn替代Cd情况下，d电子态密度则未出现此类极小值。

    关键词： 锰，密度泛函理论（DFT）计算，磁性半导体，拓扑材料，钴，Cd3As2，狄拉克半金属，能带结构，态密度（DOS）

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 4,4′,4″-三(3-甲基-N,N-二苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)分子中性态与正电态结构及其二聚体，以及相应阳离子物种中的电荷局域化

    摘要： 通过采用不同交换关联泛函（PBE、PBE0、BHANDHLYP和M06-HF）及不同比例的HF交换项，在Hartree-Fock（HF）和密度泛函理论（DFT）水平上进行了量子化学计算，研究了4,4′,4″-三(N,N-苯基-3-甲基苯胺基)三苯胺（m-MTDATA）分子及其二聚体在中性和正电荷状态下的结构。研究发现，m-MTDATA至少存在四种可能异构体结构，其外围二苯胺基团具有不同的（平面或垂直）排列方式。同时确定了单体和二聚体阳离子物种中的电荷局域化情况。结果表明，二聚体阳离子上的电荷根据二聚体结构不同，局域于中心区域或阳离子部分的侧片段。DFT计算显示，无论采用何种比例的HF交换项，都倾向于高估分子上的电荷离域程度。

    关键词： QC计算、密度泛函理论（DFT）、哈特里-福克方法、电荷局域化、二聚体

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 掺铬CaS稀磁绝缘体和半导体中的半金属铁磁性特征：一项第一性原理研究

    摘要： 本研究的总体目标是理论探究掺杂铬(Cr)杂质的硫化钙(CaS)的结构、电子及磁学特性，旨在寻找适用于电子学和自旋电子学不同应用领域的新型稀磁半导体(DMS)。通过WIEN2K程序采用第一性原理方法测量该化合物的物理性质，运用Perdew-Burke-Ernzerhof(PBE-GGA)广义梯度近似优化结构特征。我们计算并最小化了三种三元化合物(Ca0.75Cr0.25S、Ca0.50Cr0.50S和Ca0.25Cr0.75S)在顺磁(PM)、铁磁(FM)和反铁磁(AFM)相的总能量。发现所有化合物在(FM)结构中保持稳定，采用修正的Becke-Johnson局域密度近似(mBJ-LDA)泛函评估其电子与磁学特性。研究结果表明：该体系在所有铬(Cr)浓度下均呈现半金属铁磁性行为，费米能级处具有半金属能隙(HM)和100%自旋极化率。这种优异特性源于半金属行为——多数自旋态呈现金属性而少数自旋态呈现半导体特性。相较于贡献微弱的Ca和S原子，铬原子是这些化合物总磁矩(4μβ)的主要来源。最终预测结果有待未来实验验证。

    关键词： 稀释磁性绝缘体（DMI）、自旋电子学、硫化钙（CaS）、硬磁铁磁性、密度泛函理论（DFT）

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 掺杂钯的MoS2单层：基于DFT方法的一种变压器油中溶解气体分析的有前途候选材料

    摘要： 采用密度泛函理论（DFT）方法模拟了三种溶解气体在Pd掺杂二硫化钼（Pd-MoS2）单层材料上的吸附行为。我们首先研究了Pd-MoS2单层材料的可能结构，发现Pd掺杂原子倾向于通过TMo位点吸附于表面。通过分析Pd-MoS2对H2、CH4和C2H2三种典型气体的吸附/脱附性能及传感原理表明：在特定条件下，Pd-MoS2可作为检测C2H2和H2的理想材料；但由于与CH4相互作用微弱且恢复时间极短，该材料不适用于甲烷检测。这些研究首次揭示了Pd-MoS2在变压器油中溶解气体分析（DGA）中的应用潜力——通过灵敏检测H2和C2H2来评估变压器运行状态。我们期待这项工作能为实验研究者提供有价值的信息，助力Pd-MoS2在电气工程领域发挥其潜在应用价值。

    关键词： DGA（溶解气体分析）、变压器油、DFT（密度泛函理论）、Pd-MoS?单层（钯-二硫化钼单层）

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 硫掺杂介/大孔g-C3N4连续通道球体增强光催化产氢及苯酚降解性能

    摘要： 通过一种原位创新方法，以毫米级多孔二氧化硅球为模板、硫脲为前驱体和硫源，成功合成了硫掺杂介/大孔g-C3N4球体（SMCN）。该SMCN具有毫米级球形形貌，球体内部存在20-80纳米连续通道，在可见光照射下其产氢速率（提升15倍）和苯酚降解速率（提升5倍）均显著高于原始g-C3N4，这主要归因于硫掺杂与造孔的协同效应：既增大了比表面积，又增强了传质效率并提升了电荷分离效率。值得注意的是，采用密度泛函理论（DFT）计算从原子层面进一步阐释了光催化增强的光学吸收机制，并结合有限时域差分（FDTD）模拟评估纳米级孔结构对光学吸收能力的影响，结果表明硫掺杂与介/大孔结构共同促进了光学吸收增强，这被认为是SMCN光催化性能提升的关键因素。

    关键词： 连续通道、FDTD模拟、光吸收、DFT、S掺杂

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 基于红色发射香豆素的4,6-二取代-3-氰基-2-吡啶酮染料——合成、溶剂化显色效应及线性和非线性光学性质

    摘要： 基于新香豆素荧光团的D-π-A-π-D型染料被合成并研究其光学性质。其吸收与发射波长范围分别为471-504纳米和506-550纳米。通过0-100%PEG-400乙醇溶液考察了粘度诱导的发光强度增强效应，由于额外π共轭结构的存在，MLK 4相比MLK 1-3展现出更优异的荧光磁比率(FMR)。FMO分析和广义Mulliken-Hush分析表明分子电荷转移特性存在强相互作用。采用溶剂化变色技术计算了MLK 1-4的一阶(α)、二阶(β)和三阶(γ)极化率，并通过CAM-B3LYP/6-31G(d)方法的DFT计算进行验证。溶剂化变色技术结果与B3LYP/6-31G(d)及CAM-B3LYP/6-31G(d)方法的DFT理论计算对比显示，CAM-B3LYP/6-31G(d)方法适用于α、β、γ的计算。光物理数据还用于通过Bakhshiev、Bilot-Kawski和Liptay函数建立基态与激发态偶极矩比值，其中Liptay函数对所有染料展现出比其他两个函数更好的相关性。

    关键词： 粘度传感器、TD-DFT、香豆素、非线性光学性质、咔唑、分子内电荷转移

    更新于2025-09-10 09:29:36