Managing Quantum Heat Transfer in a Nonequilibrium Qubit-Phonon Hybrid System with Coherent Phonon States

We investigate quantum heat transfer in a nonequilibrium qubit-phonon hybrid open system,dissipated by external bosonic thermal reservoirs.By applying coherent phonon states embedded in the dressed quantum master equation,we are capable of dealing with arbitrary qubit-phonon coupling strength.It is counterintuitively found that the effect of negative differential thermal conductance is absent at strong qubit-phonon hybridization,but becomes profound at weak qubit-phonon coupling regime.The underlying mechanism of decreasing heat flux by increasing the temperature bias relies on the unidirectional transitions from the up-spin displaced coherent phonon states to the down-spin counterparts,which seriously freezes the qubit and prevents the system from completing a thermodynamic cycle.Finally,the effects of perfect thermal rectification and giant heat amplification are unraveled,thanks to the effect of negative differential thermal conductance.These results of the nonequilibrium qubit-phonon open system would have potential implications in smart energy control and functional design of phononic hybrid quantum devices.     

反离子对全氟辛酸盐与高聚物的相互作用的影响

通过表面张力和电导率测定, 研究了全氟辛酸铵/四烷基铵(C7F15COON(CnH2n＋1)4, n＝0, 1, 2, 3, 4)与聚氧乙烯(PEO, 分子量20000)和聚氧乙烯聚氧丙烯三嵌段共聚物(Pluronic F68)的相互作用. 结果表明, 对PEO-C7F15COON(CnH2n＋1)4混合体系, 只有全氟辛酸铵、全氟辛酸四甲铵与PEO之间有明显的相互作用. 对F68-C7F15COON(CnH2n＋1)4混合体系, 只有全氟辛酸四丁铵未发现与F68有明显的相互作用. 说明全氟辛酸盐的反离子越大, 其与高聚物间的相互作用越弱. 增加高聚物的疏水性可以增强表面活性剂与高聚物的相互作用.     

磷石膏中微量含氟物相的光谱分析

磷石膏中二水硫酸钙(CaSO₄·2H₂O)的含量高达90%以上,是一种重要的再生石膏资源。然而与天然石膏不同,磷石膏中磷、氟、有机物等有害杂质限制了它的实际利用。探明微量杂质氟物相的存在形态、含量及分布规律,对高效脱除磷石膏中杂质氟具有重要的理论价值。采用X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)与电子显微探针(electron microprobe analysis, EMPA)相结合的分析方法,研究了磷石膏中微量含氟物相的主要存在形式和分布规律。结果表明,磷石膏中微量含氟物相主要包括NaF,KF,CaF₂,K₂SiF₆,Na₂SiF₆,Na₃AlF₆,K₃AlF₆,AlF₃·3H₂O,AlF_2.3(OH)_0.7·H₂O,Ca₅(PO₄)₃F,Ca₁₀(PO₄)₆F₂。其中,4.83%的氟以NaF,KF,CaF₂等氟化物形式存在,8.42%的氟以氟磷酸盐Ca₅(PO₄)₃F和Ca₁₀(PO₄)₆F₂形式存在,12.21%的氟以氟铝酸盐Na₃AlF₆和K₃AlF₆形式存在,41.52%的氟以氟硅酸盐K₂SiF₆和Na₂SiF₆形式存在,33.02%的氟以带结晶水的氟化铝AlF₃·3H₂O和AlF_2.3(OH)_0.7·H₂O形式存在。研究表明分析固体样品中微量元素物相时,采用XPS与EMPA相结合的分析方法更具有优势。本研究为磷石膏中微量杂质氟的脱除以及有效回收氟资源提供理论依据。     

平板热管均热器与热沉的一体化设计

提出了平板热管均热器与热沉一体化设计的新思路,加工了交叉孔道式一体化平板热管并进行了实验研究。这种与热沉一体化设计的新型平板热管能有效降低导热热阻,完全消除了均热器与热沉间的接触热阻。对不同热流密度下热管工作时的稳态温度进行测试,比较了一体化平板热管和其他传统结构热管的热阻值,验证了该热管良好的性能。     

提升小波加权自相关函数的基音检测算法*

随着计算机技术的发展,语音信号处理作为人机交互的重要渠道,其在复杂噪声环境下的特征值检测算法直接关系到计算机的运算效率。基音周期是语音特征值提取的重要参数之一。针对传统基音检测算法在噪声环境下检测精度低的问题,提出了一种基于自适应提升小波变换加权线性预测误差自相关函数的基音检测算法。该方法用多级提升小波近似系数加权求和的方法来弥补自相关函数随着时间延迟量的增加幅值衰减的缺陷;用线性预测误差自相关函数的方法来抑制共振峰的干扰,然后将两种方法结合来突出基音周期处的峰值。实验结果表明,与传统的自相关函数法和小波加权法相比,该方法能有效减弱共振峰的影响,突出基音周期处的峰值,提高基音周期检测精度,鲁棒性更好。     

石油钻井旋转导向实验转台测试系统设计

设计了一种实验转台测试系统,主要用于在实验室环境下验证石油钻井旋转导向工具可行性并测试其性能参数。提出了总体方案,设计并完成了系统的关键组成部分：两轴手动转台、合力测试仪、惯性测量模块、信号处理系统,完成了计算参数和姿态误差角测试实验。实验结果表明,所设计的各部分工作正常,满足系统的总体要求。这为将来石油钻井导向工具的井下实验打下很好的基础。     

级联声光器件与回音壁模式微腔实现非对称传输

本文提出利用级联声光效应器和耦合回音壁模式微球腔的方案来实现非对称传输效果,并进行理论和实验验证.实验中利用加热拉锥的方式制备了两段式光纤,可同时实现声光效应的激发和回音壁模式的耦合.利用光纤中声光效应将纤芯基模中的矢量模式转换到包层高阶模式,由于基模中不同矢量模式转换包层模式的矢量模式也不同,从而产生类似双折射效果,使输出的包层模式产生偏振变化.而后通过耦合回音壁模式微腔将包层模式转换回纤芯基模.由于回音壁模式的偏振选择效果,使得相反方向入射光能量具有不同的透射特性,其传输隔离度可达17 d B.此外,对两个方向传输的透射率随偏振角度变化进行测试,测得声光效应带来的偏振变化约为80°.本文的非对称传输方案继承了声光器件响应迅速、调谐性良好的优势,同时具有全光纤结构和无工作阈值的特点,在光开关、光隔离器等场景具有重要的应用潜力.     

木质素二聚体模型物裂解历程的理论研究

木质素作为生物质的主要成分之一, 是生物油的重要组分, 在工业生产中有着重要的应用. 生物质高温裂解液化制备生物油的过程伴随着木质素的裂解, 因此研究木质素高温裂解历程, 对生物油的制备有很大的帮助. 利用密度泛函方法对木质素在高温条件下的裂解历程进行理论研究, 并通过对各步反应的热力学焓变计算, 确定了初次裂解的路径为Cα—Cβ和β-O-4热裂解路径. 根据进一步的研究预测了裂解反应的主要产物.     

MOMENTS AND LARGE DEVIATIONS FOR SUPERCRITICAL BRANCHING PROCESSES WITH IMMIGRATION IN RANDOM ENVIRONMENTS

Let（Z_n） be a branching process with immigration in a random environment ξ,where ξ is an independent and identically distributed sequence of random variables.We show asymptotic properties for all the moments of Zn and describe the decay rates of the n-step transition probabilities.As applications,a large deviation principle for the sequence log Zn is established,and related large deviations are also studied.     

Jaynes-Cummings晶格模型和Rabi晶格模型的量子相变

采用平均场近似的方法,分别研究了Jaynes-Cummings晶格模型和Rabi晶格模型的量子相变:Mott绝缘体相-超流体相量子相变,探索了光的聚束-反聚束行为,研究了Kerr非线性作用对量子相变与光子统计特征的影响.研究结果表明,在Rabi晶格模型中二能级原子和光子相互作用强度g和格点之间光子跃迁强度J的增大会使晶格体系从Mott绝缘体相向超流体相转变,同时,光子统计行为由聚束转变为反聚束,而Kerr非线性强度的增大抑制了Mott绝缘体相-超流体相相变,但促进了光子聚束与反聚束之间的转变.