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稀磁半导体系统工程分析方法及其应用

稀磁半导体(Diluted Magnetic Semiconductors, DMS)结合了半导体的电荷输运特性和磁性材料的信息存贮特性,是构建新一代自旋电子器件的关键材料。由于磁性元素的引入,使得稀磁半导体拥有一系列不同于一般半导体的特性。稀磁半导体能够实现同时 *** 纵电子的电荷和自旋,使得电子的自由度增加,可以极大地提高磁存储的传输速率,因而引起很多研究者的关注。稀磁半导体是国际上研究的一个热点,而ZnO基稀磁半导体又是最引人瞩目的。目前多数3d过渡族元素(Transition metals,简写为TM))掺杂的ZnO都有实现铁磁性的报道,其中研究最为广泛的当属Co、Ni或Mn掺杂的ZnO,尽管取得了不少进展,但仍有许多问题(如ZnO：TM的磁性起源,ZnO：TM能否表现出内禀铁磁性等等)有待解决。在本论文中,利用磁控溅射制备了不同浓度的过渡族金属掺杂ZnO半导体样品。研究多种不同过渡金属掺杂ZnO半导体体系,对过渡金属掺杂导致ZnO基半导体的结构、光学以及磁学性质进行了详细的研究。结合SQUD、XRD和XPS等方法,解析过渡金属在基质ZnO中的存在方式,探讨铁磁性的产生机理,并重点对ZnO：V薄膜进行了研究。1.利用直流反应磁控溅射制备了ZnO：TM(V,Mn,Fe,Co,Ni)薄膜并对其结构,光学,磁学特性进行了研究。结果表明所有的薄膜都具有纤锌矿结构,在掺杂浓度相对较低的情况下,薄膜都沿着c轴取向生长,随着掺杂浓度的增大,有些薄膜变为非晶态,有些薄膜依然保持为多晶态。这是因为不同离子半径大小不同,使得晶格产生的畸变不同引起的。ZnO：V与ZnO：Fe薄膜的透过率都是随着薄膜的掺杂浓度的增大先减小后增大,而ZnO：Ni与ZnO：Co薄膜的透过率则随着掺杂浓度的增加而减小。2.在ZnO：TM(V,Mn,Fe,Co,Ni)薄膜中只有ZnO：V,ZnO：Mn薄膜具有室温铁磁性,其他均不具有室温铁磁性。经初步分析,在ZnO：Mn与ZnO：V中薄膜的铁磁性来源于薄膜中的掺杂离子与缺陷形成束缚磁极子。掺杂离子半径、缺陷浓度等都会不同程度的影响薄膜中束缚磁极子的形成。3.在不同条件下制备了ZnO：V系列样品,研究了总压强、氧偏压、衬底温度等工艺参数对ZnO：V薄膜结构及特性的影响。4.为了证明薄膜中的铁磁性与缺陷浓度有关,本文研究了退火对薄膜铁磁性的影响。研究表明,当退火温度小于500℃时,退火不会改变ZnO薄膜的纤锌矿结构。但晶体有所改善,晶粒逐渐增大,应力逐渐被释放,使得薄膜的透过率随着退火温度的增大而提高。薄膜在真空中退火会使其铁磁性增强,并且饱和磁化强度随着退火温度的增加而增加,在500℃退火薄膜的饱和磁化强度约为未退火薄膜的饱和磁化强度的两倍。而在空气中退火的薄膜并不具有室温铁磁性。5.在Si衬底上制备了不同V掺杂浓度的ZnO薄膜。在掺杂浓度比较小时薄膜具有高度的c轴取向,随着掺杂浓度的增大,(002)峰的强度逐渐减小。相同掺杂浓度的薄膜在Si衬底上比在玻璃上的结晶质量好。Si衬底上的薄膜的铁磁性与玻璃上制备的ZnO：V薄膜具有相同的趋势,但其饱和磁化强度较小,这从侧面说明了薄膜中的铁磁性与其缺陷浓度有关。6.采用了密度泛函理论的超软赝势能带计算方法,研究了纤锌矿ZnO及ZnO：Mn的电子结构,根据前面的实验结果,薄膜中Mn为四价Mn4+,为了保持电中性,去掉一个O2-。理论计算表明,ZnO：Mn的禁带宽度随着掺杂浓度的增大而逐渐增加,过渡金属Mn的掺入导致了自旋极化杂质能级的形成,电子自旋向上和自旋向下的总态密度分布存在着差别,具有不对称性,呈现铁磁性

逆变焊机

The engineering geological environment of urban is a complex system . Its complexity mainly expresses in its dynamic proporties under endo - genie and exogenic foroes, especially, human economic - engineering aotivity, as well as which causes a series of difficulties in the present evaluationand the trend forecast of the urban environmental engineering geology.This paper deal with the environmental engineering geological probl -ems caused by endogenic and exogenic factors. From the point of view of system engineering and technological method of knowledge en - gineering the basic way of urban environmental engineering geology has been approached. First, the paper elucidates the inevitability andessentialiity of the system engineering used to guide the study of the urban environemntal engineering geology. Second, taking Anshan City of liaoning Province, Tongohuan City of Shanxi Province, Nantong City of Jiangsu Province as exampls it presents in detail the methods of analysis, mumerioal simulation , quality evaluation and foroast ofurban environmental engineering geology on the basic of system engi -neering and computer technology. The earthquake risk analysis and emulation study of site seismic hazard effect in Anshan City ,thequality zonation of environmental engineering geology and system for - cast of geological hazard tendency in Tongchuan City , the grey for- cast of urban environmental engineering geology and analysis adep - ted for urban panning have been done. The computer aided working system which has various functions of data analysis, graphic analy - sis and symthesize evaluation hac been made . Form the aforementi -oned studies the technological way and method of environmental en -gineering geology of differential urbans have been aproached ,and some good suggests have been provided, which may be used to guide management of urban environmental engineering geological and the ur - ban pianning of three cities.

城市环境工程地质系统工程分析方法及其应用 在线阅读　 整本下载　 分章下载　 分页下载 本系统暂不支持迅雷或FlashGet等下载工具

【英文题名】 Analytieal Method and Application of System Engineering for the City Environment Engineering Geology

【作者】 贾家麟

【导师】 胡海涛哈承佑

【学位授予单位】 中国地质科学院

【学科专业名称】 工程地质

【学位年度】 1992

【论文级别】 博士

【网络出版投稿人】 中国地质科学院

【网络出版投稿时间】 2007-12-20

【中文摘要】 城市的工程地质环境是城市发展所面监的复杂的系统之一。其复杂性集中表现在系统在内，外动力作用下，特别是在人类经济—工程活动作用下的动态变化特征及因此给人们评价和预测城市环境工程地质质量现状及发展趋势，制定有效的防治灾害和环境管理措施而带来的障碍。 本文分别以作用于城市的内、外两类动力因素而产生的环境工程地质问题为研究对象，应用系统工程学的研究杨想，知识工程学的技术手段，着重从方法学方面对开展城市环境工程地质工作的基本途径进行探讨。首先在理论上阐明了应用系统工程指导城市环境工程地质研究的必然性和必要性；进而以辽宁鞍山、陕西铜川、江苏南通三个城市为例，详细阐明了应用系统工程理论和计算机技术，进行环境工程地质分析、环境工程地质数学模拟、环境工程地质质量评价和预测的具体方法，完成了鞍山市城市地震危险性分析和场地震害效应仿真研究、铜川市城市环境工程地质质量分区和城市地质灾害发展趋势系统预测、南通市城市环境工程地质质量灰色预测与城市规划的适宜性分析，建立了用于数据分析、图形处理和综合评价的计算机附助工作系统，从中探求了进行不同类型城市环境工程地质研究的技术路线和技术方法，为三城市工程地质环...

【英文摘要】 The engineering geological environment of urban is a complex system . Its complexity mainly expresses in its dynamic proporties under endo - genie and exogenic foroes, especially, human economic - engineering aotivity, as well as which causes a series of difficulties in the present evaluationand the trend forecast of the urban environmental engineering geology. This paper deal with the environmental engineering geological probl -ems caused by endogenic and exogenic factors. From the point ...

【更新日期】 2008-03-28

【机标关键词】 南通市,地质环境,地面沉降,地质系统,工程地质研究,城市环境,江岸,铜川市,鞍山市,环境工程

系统工程方法与应用

作者：郝勇

ISBN：10位［7030203739］ 13位［9787030203731］

出版社：科学出版社

出版日期：2007-12-1

定价：￥26.00 元

内容提要

系统工程是管理科学与工程类专业的一门重要主干课程。本书以建立系统的思想为基础，以模型方法及其预测功能、评价功能和仿真功能为主要内容，以定量模型建立、分析、评价的逻辑过程为思维路线，结合实际案例，较系统地阐明了系统工程方法的应用。通过本书的学习，可以使学习者掌握系统工程的基本概念，掌握一些常用的分析方法，并具有应用系统工程思想、方法和技术解决社会、经济中实际问题的能力。

本书适合作为管理类和经济类专业的本科教材，也可用作社会、经济等各行业系统管理人员的参考书。

系统工程是20世纪中期产生并迅速发展起来的一门管理科学与工程方面的综合应用技术和方法，本书以建立系统的思想为基础，以模型方法及其预测功能、评价功能和仿真功能为主要内容，以定量模型建立、分析、评价的逻辑过程为思维路线，结合实际案例，较系统地阐明了系统工程方法的应用。本书的编写宗旨是提供一本较为适用的教科书和参考书，以期提高系统工程方法的应用效率、增强其运用效果。

目录

前言

第1章 系统与系统工程

1.1 系统的概念

1.2 系统工程的概念

本章思考题

第2章 系统模型方法

2.1 模型的概念

2.2 建立模型的方法

2.3 系统结构模型

2.4 层次分析方法

本章思考题

第3章 系统预测模型

3.1 系统预测概述

3.2 回归分析方法

3.3 时间序列分析

3.4 神经网络技术

本章思考题

第4章 系统评价模型

4.1 系统评价概述

4.2 因素分析方法

4.3 聚类分析方法

4.4 数据包络分析

本章思考题

第5章 系统仿真模型

5.1 系统仿真概念

5.2 蒙特卡罗方法

5.3 系统动力学方法

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国家大学科技园：沈阳经济技术开发区四号街20号，邮编：110027

沈阳工业大学创建于1949年，历史悠久，基础深厚。是全国首批硕士学位授权单位，1990年被授予博士学位授予权。是中国最早的部省联合办学的大学。

目前学校拥有学士学位、硕士学位和博士学位的授予权。

指导物理类本科生毕业设计的一些尝试

郭立平　刘传胜

（武汉大学物理科学与技术学院，湖北武汉430072）

[摘要] 介绍了笔者在指导物理类大学本科生进行毕业设计工作中的一些思考和尝试。针对不同学生的毕业去向和个人兴趣，结合笔者的科研需要，提出毕业设计题目、研究目标和应当完成的基本任务。将毕业设计内容与毕业后继续攻读研究生学位相结合、与出国留学相结合、与参加工作的职业性质相结合，尽可能使学生获得基本的科研和技术训练，为毕业后尽快向所从事工作的顺利过渡打下基础。

[关键词] 毕业设计；学术研究；研究生学位；出国留学；职业发展

[中图分类号]G642.477

[文献标识码] A

[文章编号] 1005-4634 （2012） 06-0049-03

0 引言

作为大学教学的最后一个综合性环节，毕业设计是学生极为重要的一个学习和训练过程。毕业设计的目的是培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。对理工科学生而言，提高毕业设计的质量，是学生提高技术能力并获取初步科研能力的一个重要环节。不同的学生未来所面临的实际问题可能差别很大。据统计，近五年来，武汉大学物理科学与技术学院物理类专业的本科生毕业后约65%继续攻读研究生学位，20%的学生出国留学，其他学生参加工作。对这些毕业后不同去向的学生，在毕业设计阶段尽可能进行一些有针对性的科研和技术训练，对于学生毕业后尽快向工作过渡是很有意义的。笔者在2008年至2012年期间共指导了23名物理系本科毕业生作毕业设计，题目全部来自于所承担的科研项目，要求学生参加科研项目的某个部分或者环节。本文介绍了笔者在指导物理专业本科生进行毕业设计方面的一些思索、尝试和效果。

1 毕业设计内容与出国留学相结合

在笔者指导的本科生中，先后有多人被国外高校录取为研究生继续深造，如2009届学生徐水钢被香港科技大学录取，2012届学生周明亮被美国石溪大学录取。相对而言，国内高校的本科生在理论知识的学习上比较系统、深入，而动手能力的培养则比较薄弱；对传统知识的掌握比较牢固，而对学科前沿的最新动态则了解不多，专业知识面和学科视野不够宽广。对于这些即将出国深造的学生而言，国外的课程学习并不困难，比较困难的是研究能力的欠缺，因此尽快过渡并适应国外高校的研究工作显得比较迫切。在指导这些本科生毕业设计时，特别注意对文献调研能力和动手能力的锻炼。

在文献调研方面，要求学生做系统深入的国内外文献检索，完成对被国际权威数据库SCI和EI收录的英文论文的检索，特别是对本学科国际和国内主要专业期刊和国际顶级权威期刊的论文检索，获得所研究课题的最新文献和最权威文献，以及发展过程中的关键文献和早期的基础文献。在充分掌握文献的基础上，先阅读中文文献，后阅读英文文献，并在组内做文献阅读报告，进行文献讨论，帮助学生理解文献内容。在此基础上，撰写调研报告，并在组内做文献综述报告。通过完整的文献调研、大量的文献阅读、深入的文献讨论和系统的文献综述，学生不仅极大地开拓了视野，更重要的是大大提高了获取知识的能力，为日后快速适应国外研究生生活打下良好基础。

例如，2012届学生周明亮同学的毕业设计题目是《武汉大学离子q一电镜联机装置》，所研究的装置是我国唯一的一台，目前国际上正在运行的类似装置总共只有不到十台。这种装置可以在离子辐照注入现场原位研究材料的微观结构变化过程，是研究离子束与物质相互的极富特色的稀有设备。该同学不仅对国际上现有装置进行了全面调研，而且调研了自1961年Pashley和Pre sland国际上首次报道利用80 kV透射电子显微镜原位观察Au的电子束辐照损伤以来至今50年来的全部类似装置。通过对该类装置发展历程的完整调研，对该类装置的技术特点、关键技术、技术难点、主要应用和未来发展趋势有了全面深入的了解，并提高了文献调研、阅读和综述能力。

对于动手能力的培养，往往有一个误区，就是培养学生仪器设备的 *** 作能力。笔者认为，只会 *** 作是不够的，而是更加强调对设备的结构、部件的加工、功能的改进、故障的排除等多方面的锻炼。例如，给周明亮同学的毕业设计任务是绘制工图、改进真空、调节离子光路、测量离子束流。首先要求该生对装置进行工程制图，这对一个从未接触过工程制图的学物理的学生来说有一定难度，但他去美国攻读研究生的研究方向会经常涉及制图问题。(毕业设计　 )由于了解工程制图对其未来研究工作的重要性，该生积极自学，在1个月时间内就掌握了基本的电脑制图技术，并绘制了满足基本要求的图纸，包括该装置的主要部件：离子源、聚焦透镜、双偏转板、四刀狭缝、光阑、离子束与电镜接口和真空接口的图纸，以及按离子光路传输的实际几何布局进行组装的完整装置图纸。在绘制图纸过程中，利用装置出现故障的机会，拆开了装置并测量其中各部件的尺寸。通过这一过程，该生既培养了绘图能力，又对装置的原理有了更直观的理解，并为后面的装置改进和调试打下了基础。例如，加工并改进了聚焦器与偏转器之间的过渡板，提高了装置的真空度；用激光准直完成了离子传输光路的调整。在测束流时发现聚焦高压加不上去，出现打火现象，高压摇表测试发现聚焦透镜的中间圆筒与地之间电阻很低，于是判断中间圆筒出现故障，取下后发现果然是圆筒被击穿，处理后恢复正常。通过参与束流测试工作，获得满意的测量结果。通过这些绘图、加工、改进、反复拆装、多次测量、故障排除、反复调试等过程，在使学生能力得到锻炼的同时，也对实际科研中的物理实验研究所需要的'细致、坚持、创新等必备品质有了真切的体会。

2 毕业设计内容与攻读国内研究生学位相结合

在笔者所指导的本科毕业生中，有的学生考上或被保送到国内高校或研究单位攻读研究生学位，包括在笔者的指导下攻读博士学位和硕士学位。对于这样的学生，笔者将其毕业设计的研究内容与即将开始攻读研究生学位期间的研究内容紧密衔接起来，以利于学生尽快进入研究生阶段的学习。实际上，由于研究生一年级学位课程学习任务很重，很难有时间从事研究工作，大多数学生是在研究生二年级才开始真正有时间投入到科研中。因此，从大学四年级上学期修完本科学分到研究生二年级，留下了一年半的空档期。但是，如果在毕业设计期间能受到良好的科研训练，那么就有可能在读研究生一年级时在课程学习的同时就能进行一部分研究工作。按照这个思路对准备继续攻读研究生学位的本科毕业生进行比较深入的科研训练，取得了较好效果。例如，2008届本科毕业生李铁成考上了笔者的博士研究生，博士论文的研究方向是核技术在材料科学中的应用，包括同步辐射和离子注入技术。为此，布置给该生的本科毕业设计题目是《Si1-xMnx稀磁半导体的同步辐射研究》，任务是应用同步辐射X射线精细结构谱学（XAFS）对过渡金属Mn离子参杂硅所制备的磁性半导体进行局域结构分析。其学术背景是，稀磁半导体同时兼有铁磁性和半导体性质，是未来自旋电子学的关键材料，在材料如硅单晶中注入峰值浓度约1%的Mn即可产生铁磁性，因此掺入的少量Mn原子对磁性的产生起着决定性作用。与所有其他物理性质一样，此磁性的产生也起源于其结构的变化，因此，研究Mn原子周围的局域结构，对于了解铁磁性的产生机理可以提供关键的信息，而XAFS方法则是研究局域结构的独特技术。该生在本科专业课学习期间曾系统地学习过XAFS方法，但没有用该方法研究过实际问题。毕业设计期间，通过在磁性半导体中的实际应用，学习并熟练掌握了XAFS数据处理方法和软件，并通过对实际数据的处理和分析，不但获得了多个样品的掺杂原子局域结构结果，合理解释了其磁性的微观结构起源，而且加深了对这种特色实验方法的理解。进入研究生学习后，立即先后赴上海光源和北京同步辐射装置做XAFS实验测量，进一步熟悉了实验技术，并获取了新的实验数据。该生将本科论文和研究生期间补充的工作进行总结后，在国际专业期刊《Vacuum》上发表SCI论文一篇，顺利实现了本科毕业设计与研究生阶段研究工作的有机衔接。

3 毕业设计内容与参加工作相结合

笔者指导的毕业生中有一部分直接参加工作，他们毕业的主要去向是企业类用人单位，将主要从事与生产实际相结合的技术工作，而不是实验室里的基础研究。对这部分学生，如何使其尽快从大学课程学习过渡到实际工作，也是值得思考的问题。笔者在指导其进行毕业设计时，根据其毕业后实际的工作性质，有针对性地安排毕业设计内容和任务。同时，作为综合性大学的物理系学生，最基本的科研训练也是不可缺少的。例如，2008届毕业生周国芹同学毕业后将去华为公司从事软件开发，笔者给他的毕业设计题目是《低活化钢的穆斯堡尔谱学研究》，主要任务是应用专业软件MOSFUN和MBT对穆斯堡尔谱进行拟合分析。同时，要求完成厚度小于30微米的样品制备、穆斯堡尔谱测量和拟合结果的物理分析。该同学通过毕业设计掌握了穆斯堡尔谱的数据处理方法和专业软件的使用，对软件所采取的算法也有了比较深入的了解，这种训练对于其日后从事软件开发是有益的。

4 结束语

本文介绍了笔者在指导物理系本科生毕业论文方面的一些思考和尝试。主要是根据学生毕业后的去向有针对性地布置内容和任务，提高学生的文献调研能力、动手能力、数据处理能力、分析能力和科研论文写作能力，为尽快向毕业后工作的顺利过渡打下基础。通过毕业设计，有本科生作为第一作者在国际专业期刊上发表了SCI论文，有本科生作为第一作者获得了授权的实用新型专利，表明这些尝试获得了良好的效果。对于本科毕业生而言，虽然毕业设计只有短短的三个多月的时间，只占四年的大学学习时间的一小部分，然而却是大学学习的收官之作，是进行一些最基本的科研和技术训练的良机，值得不断地思考、探索和改进，为提高学生的科学和技术素质把好最后一关。

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