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东南大学科研团队在热电转换研究领域取得新进展
近日，东南大学物理学院倪振华教授和吕俊鹏教授课题组与新加坡科技局材料工程研究院吴靖研究员合作，发现在基于二维Bi2O2Se的场效应晶体管中施加门电压可以调控极化光学声子散射到压电散射的转变，实现了塞贝克系数与电导率的去耦合，达到了宽温度范围的高热电功率因子。 基于塞贝克效应的热电材料可以实现热能和电能的直接转换，在绿色清洁能源和低温制冷等领域有着十分重要的应用，如何提高热电材料转化效率一直是该领域研究的核心问题。热电参数之间的强耦合使得提高材料的热电性能具有挑战性。长期以来，由于载流子散射机制的复杂性，在调控载流子散射机制方面十分困难，因此常常忽略了载流子迁移率在独立增强热电性能（不牺牲塞贝克系数的情况下提高电导率）方面的作用。 不同于目前广泛研究的石墨烯、过渡金属硫化物、黑磷等二维材料，二维Bi2O2Se的低声子群速度和强声子非谐散射使其具有极低的热导率(~0.92 W/mK APL 115, 193103 (2019))，同时兼具的高电子迁移率和良好的环境稳定性使得其在热电以及能源转化领域有着巨大的潜力。基于二维Bi2O2Se场效应晶体管的热电输运，二维Bi2O2Se载流子迁移率在高温下由极化光学声子散射主导，在低温下由压电散射主导。当压电散射主导时，其迁移率显著提高。同时电导率的急剧上升并没有导致塞贝克系数的明显下降，表明散射机制的调控可以实现电导率和塞贝克系数的去耦合。这与之前通过调控载流子浓度来平衡电导率和塞贝克系数的策略完全不同。同时，这种散射机制的转变温度具有高度的门电压可调性，通过施加一定大小的门电压，可以显著提高极化光学声子散射到压电散射的转变温度。热电功率因子与迁移率在两个数量级的调制上展现出近似线性的相关性，最终实现宽温度范围(80-200K)的高热电功率因子(>400mW-1m-1K-2)。 该工作发现了通过门电压调控二维Bi2O2Se的散射机制可以有效的调节其热电性能，证明了散射机制的调控可以很好的实现热电参数之间的去耦合。高栅极可调性允许对散射机制进行精细的控制，从而揭示更深入的物理机制。对于探索低维材料应用于低温制冷和物联网自供电领域具有深远意义。
东南大学
2021-02-01
面向物联网的砷化镓基具有热电转换功能的MESFET器件
本发明提供的一种面向物联网的砷化镓基具有热电转换功能的MESFET器件，主要包括MESFET和热电偶。MESFET选择半绝缘的GaAs作为衬底，通过GaAs工艺和MEMS表面微机械加工实现具有能量转换功能的MESFET。在源漏栅的金层四周制作一层二氧化硅，化学机械抛光后，制作热电偶的金属Au型热电臂和砷化镓型热电臂，蒸金连接两种热电偶臂，将源漏栅的热电偶电极进行金属连线，留下两个热电偶电极作为塞贝克电压的输出极。该砷化镓基具有热电转换功能的MESFET器件根据塞贝克效应，可以将器件工作产生的热能转换为电能，实现能量收集的同时缓解了散热问题。通过检测输出塞贝克电压的大小来实现对热耗散功率大小的检测。
东南大学
2021-04-11
基于新型氢转换材料的便携式氢动力集成装备的开发
新型氢转换材料实现了简单、高效、即时即地制氢，结合氢氧燃料电池，可为国民经济和军事领域提供便携式电源的解决方案。关键产品技术已达国际先进水平，增强了我国在氢能制取和应用技术上的核心竞争力。
哈尔滨工业大学
2021-04-14
基于钆离子掺杂的上转换发光纳米材料胶束的制备方法
本发明公开了一种基于钆离子掺杂的上转换发光纳米材料胶束的制备方法，包括如下步骤：利用改良的热解法制备钆离子掺杂的上转换发光纳米材料；利用旋转蒸发法制备基于钆离子掺杂的上转换发光纳米材料的纳米胶束。该方法简单易行，通过该胶束集磁共振成像、光学成像等优点为一体，为肿瘤的诊疗提供了新的思路。此纳米载体克服了以往单模态成像的弊端，可实现同步体内磁共振成像和光
东南大学
2021-04-14
基于数据驱动局部特征转换的噪声人脸超分辨率重建方法
一种基于数据驱动局部特征转换的噪声人脸超分辨率重建方法，包括对待重建的输入低分辨率人脸 图像和高、低分辨率训练集相应划分相互重叠的图像块;对于输入低分辨率人脸图像的每一个位置上的 图像块，分别从低分辨率人脸样本图像对应位置的图像块中找出 K 个最近邻的图像块，并对应找出相应 高分辨率人脸样本图像中的图像块，进行去均值化;利用映射系数计算出各图像块相应的高分辨率人脸 图像块，重构出高分辨率人脸图像，进行迭代后处理。本发明解决了主成分分析无法捕获处于高维流形 空间人脸特征的问题，利用局部流形的线性特性有效的进行了噪声人脸图像的超分辨率重建，同时进行 高分辨率图像后处理，进一步提高了重建结果的主、客观图像质量。
武汉大学
2021-04-13
用于水质监测的手持仪器
水是人类赖以生存的自然资源，水质监测仪主要用于水的电导率、温度、PH值以及溶解氧等多种参数的监测，目前通用的方法是现场采样、实验室分析，不仅加大了成本，也保证不了监测的实时性和可靠性。本项目涉及一种采用可伸缩式SDI-12接口总线、ARM微处理器、GPRS无线模块以及嵌入式Linux操作系统等开发的便携式水质监测仪，属环境监测领域。本项目利用SDI-12传感器对水的多个参数进行监测，并将数字信号传送给ARM处理芯片，ARM芯片数据进行初步处理，将结果显示出来。此外，将一段时间内的数据打包通过GPRS传输到终端处理器上，终端处理器将对大量数据进行分析处理，应用本体论对该区域的污水处理进行分析。同时该系统还具有报警功能，当污水的某一指标值超出报警值时，直接产生报警，并借助GPRS模块讲发送报警信息到监测者的手机或Email上，方便监测者处理一些污水突发事件。该项目的关键技术有：基于SDI-12通信协议的传感器与主芯片之间的通讯、基于Linux的嵌入式污水监测系统的开发以及嵌入式系统与GPRS模块的通信、建立数据分析处理的本体模型。该手持式仪器的硬件结构简洁、系统抗干扰能力强，同时受到操作系统的支持，在多任务并行处理和进程实时处理等方面也具有一定的优势。具有一定的理论价值和实际应用价值。
华东理工大学
2021-04-11
单点系泊监测系统现场应用
"浮式海洋油气结构是海洋油气生产、储存、运输的关键结构。为了满足我国当前海洋油气工程建设的迫切需求，天津大学余建星教授课题组承担了国家科技重大专项、国家自然科学基金和中国海洋石油总公司科技项目等8个科研项目，开展了浮式海洋油气结构时变可靠性优化及智能监测预警研究，主要内容包括： 1.首次提出了深海浮式结构时变可靠性（腐蚀、疲劳）分析方法，揭示了深海工程结构腐蚀损伤机理，建立了复杂模式下深海浮式结构及系泊系统可靠性分析模型，计算关键节点的可靠指标，预测其剩余安全寿命，提出了基于可靠指标的深海浮式结构动态维修方法，为浮式结构系统安全保障和控制提供指导。 2.提出了基于可靠性理论的新型浮式结构及锚泊系统，通过优化锚链长度配比，将锚链缩短255m（约原有36%），并计算其在南海复杂荷载（包括海浪拍击、船体撞击、爆炸和南海畸形波等）下的动力响应，发现新型结构不仅减少了建造成本，还有效降低可变载荷的影响，提高了结构强度。 3.实现了海况、结构运动和系泊受力在线实时监测，建立集成智能监测预警数据库，提出了系泊系统运动受力的快速预报算法，预报结果准确度达到95%以上（行业平均水平90%）”
天津大学
2021-04-10
PCA-Lab智能体温监测系统
“PCA-Lab智能体温监测系统“由南京理工大学计算机学院/人工智能学院杨健院长团队，利用团队在模式识别与计算机视觉方面的长期积累和实验室的现有设备研制而成。与市场上的多数测温仪相比，该系统的突出优点在于其准确的人脸检测能力。该系统首先能从红外图像中，准确找到人脸的位置。然后测量并语音报出人脸面部的温度。这样最大的好处是，只关注人脸的温度，大幅度降低红外相机视野内其他高温物体导致的误警率。比如，点燃的香烟、汽车的排气筒、照明灯等，不会导致测温系统报警。“PCA-Lab智能体温监测系统”使用的人脸检测算法是实验室自主研发的，该成果曾发表在计算机视觉和模式识别领域的国际顶级会议CVPR 2019上，该算法在多个国际人脸库上取得了当时国际上最好的检测性能。该算法能同时在单张图片上同时检测出多张人脸，并且对遮挡、光照变化等表现非常鲁棒。在智能体温检测系统的实际测试中，对行人戴口罩、眼镜等情况下，依然能准确找到人脸的位置。而且算法检测速度快，整幅图像的人脸检测耗时仅0.2-0.3秒。 项目组将加紧推进可见光与红外相结合的“PCA-Lab智能体温监测系统”升级版的研制，期待着升级后的系统能够对车内的人脸检测与人体测温更加鲁棒可行。点击查看原文
南京理工大学
2021-04-10
烟气在线自动监测仪
成果与项目的背景及主要用途： 烟气排放的在线监测能够实时检测污染源排放物是否符合现行国家排放标 准规定；能够正确评价除尘净化装置及污染防治设施的性能、监督防污设施的运 行情况；为环境质量管理和评价提供科学准确的依据。可应用于对固定污染源颗 粒物浓度和气态污染物浓度以及污染物排放总量进行连续自动监测。 技术原理与工艺流程简介： 基于紫外查分吸收光谱技术对各种气态污染物进行测量。光谱波段选择为 200nm—250nm 的紫外光，入射光被各种污染物吸收后，经光栅分光，由 CCD 探测器测量得到吸收光谱，经计算机软件处理后分离出宽带光谱和窄带光谱，最 后通过反演算法计算得到污染物的种类和浓度。 应用前景分析及效益预测：无需采样，省去过滤、冷凝、加热灯复杂的抽气和标定过程，真正实现在线 连续测量。空气吹扫装置可保证烟道内光学元件不被烟气污染，运行成本低，缩 短维护周期。 应用领域： 应用于工业锅炉、工业窑炉、电厂锅炉等污染源烟道废气排放连续 监测。 合作方式及条件：合作开发、产品出售
天津大学
2021-04-11
基于回归技术的广告监测系统
本技术成果利用图像帧匹配技术及时序回归技术，设 计并实现了一套有效的在线视频广告自动监测系统
中山大学
2021-04-10