过渡金属W、Mn、V、Ti掺杂二维材料MoSi_(2)N_(4)的第一性原理计算

本文基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算了W、Mn、V、Ti替位掺杂二维MoSi_(2)N_(4)后的几何结构、电子结构以及光学性质的变化.电子结构分析表明W、Mn、W、Ti替位掺杂二维MoSi_(2)N_(4)后的禁带宽度分别为1.806 e V、1.003 e V、1.218 e V和1.373 e V;四种过渡金属掺杂后MoSi_(2)N_(4)的带隙类型没有发生改变,均为间接带隙半导体;W掺杂后的杂质能级靠近价带顶,费米能级靠近价带顶,为p型半导体,杂质能级为受主能级;Mn掺杂后的杂质能级靠近导带底,费米能级靠近导带底,为n型半导体;V和Ti掺杂后杂质能级位于费米能级附近,为复合中心;光学性质分析表明,在2 e V~4 e V的能量区间内,W掺杂结构的吸收波长为336 nm,体系发生红移;Mn、V和Ti替位掺杂后的吸收波长分别为320 nm、358 nm和338 nm,且掺杂体系均发生蓝移.

基于电化学液膜法腐蚀制备STM钨探针的研究

高质量的探针是保证扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope,STM)4K分辨率的关键。为得到原子级别的探针,实验基于电化学腐蚀原理,使用垂直液膜法制备钨探针。在制备过程中通过控制变量法,研究了腐蚀电压、液膜下钨丝长度等参数对探针质量的影响,实验发现,当使用2 mol/L的NaOH溶液作为液膜时,最佳腐蚀电压为5 V、最佳液膜下钨丝长度为4 mm。该研究为电化学液膜法腐蚀制备钨探针提供了参考依据。

POGIL-RISE联合教学法在急诊护理培训中的应用

目的:探究以过程为导向的引导探究式学习(POGIL)教学法联合以文献为导向的自我学习(RISE)教学法在急诊护理培训中的应用效果。方法:选取2020年3月至2021年6月轮转实习护理专业50名学生作为研究对象,根据学生来科时间不同分为两期,对照组25人按照常规带教学方法进行临床轮转教学;试验组25人按照POGIL-RISE联合带教学方法进行临床轮转教学。结果:试验组学生基础理论知识、基础实践操作、综合护理能力成绩高于对照组,差异有统计学意义(P<0.001),试验组学生自主学习能力总分高于对照组学生[(124.28±6.865)vs(71.68±22.454)],差异有统计学意义(P<0.001)。结论:采用POGIL-RISE联合教学法对急诊轮转实习护理专业学生进行规范化培训教学,能够有效提高学生自主学习能力,及对基础知识的掌握与综合能力的培养。

基于人工智能的电力设备远程监控系统研究

本文通过实验验证了所提出的电力设备远程监控系统的有效性,并对系统性能进行了分析。结果表明,该系统可以对电力设备进行有效监控,并能够及时识别和处理异常情况,从而保证系统的稳定运行。同时,本文还探讨了未来电力设备远程监控技术的发展方向,对未来的研究提出了建议和展望。

补阳还五汤治疗大鼠气虚血瘀型脑缺血的代谢组学研究

目的:探讨补阳还五汤对气虚血瘀型脑缺血大鼠生物代谢途径的影响。方法:将30只大鼠随机分为假手术组、模型组和补阳还五汤组(3.49 g/kg)。模型组和补阳还五汤组采用荧光微球诱导多发性脑梗死合并睡眠剥夺,建立气虚血瘀型脑缺血动物模型,并分别给予蒸馏水或补阳还五汤灌胃。假手术组给予蒸馏水灌胃,不睡眠剥夺和微球注射。记录各组大鼠的体质量。实验结束后,处死大鼠,采血分析。酶联免疫吸附试验法检测大鼠血清中血栓素B 2(TXB 2)和6-酮基-前列环素1α(6-keto-PGF 1α)水平。采用液质联用的代谢组学方法检测血清样品。结果:与假手术组比较,模型组大鼠平均体质量明显降低,TXB 2/6-keto-PGF 1α比值升高(均P<0.05);与模型组比较,补阳还五汤组大鼠平均体质量升高,药物干预可降低TXB 2/6-keto-PGF 1α比值(P<0.05)。代谢组学结果显示,假手术组与模型组比较,差异有统计学意义(P<0.05),补阳还五汤组部分逆转模型组的变化,指标向假手术组回调的趋势明显。结论:模型大鼠体内的生物代谢途径受到明显干扰,补阳还五汤可以对异常生物代谢途径进行明显的调整,其调整的代谢途径包括:精氨酸的生物合成、精氨酸和脯氨酸代谢、谷胱甘肽代谢、赖氨酸的生物合成。

面向Dataflow的异构集群混合式资源调度框架研究

Dataflow模型的使用,使得大数据计算的批处理和流处理融合为一体.但是,现有的针对大数据计算的集群资源调度框架,要么面向流处理,要么面向批处理,不适合批处理与流处理作业共享集群资源的需求.另外,GPU用于大数据分析计算时,由于缺乏有效的CPU-GPU资源解耦方式,降低了资源使用效率.在分析现有的集群资源调度框架的基础上,设计并实现了一种可以感知批处理/流处理应用的混合式资源调度框架HRM.它以共享状态架构为基础,采用乐观封锁协议和悲观封锁协议相结合的方式,确保流处理作业和批处理作业的不同资源要求.在计算节点上,提供CPU-GPU资源的灵活绑定,采用队列堆叠技术,不但满足流处理作业的实时性需求,也减少了反馈延迟并实现了GPU资源的共享.通过模拟大规模作业的调度,结果显示,HRM的调度延迟只有集中式调度框架的75%左右;使用实际负载测试,批处理与流处理共享集群时,使用HRM调度框架,CPU资源利用率提高25%以上;而使用细粒度作业调度方法,不但GPU利用率提高2倍以上,作业的完成时间也能够减少50%左右.

In原子在GaAs(001)表面的成核与扩散研究

近年来,半导体量子点特别是InAs量子点的基本物理性质和潜在应用得到了广泛研究。许多研究者利用InAs量子点结构的改变以调制其光电特性。本文采用液滴外延法在GaAs(001)表面沉积了不同沉积量的In(3 ML、4 ML、5 ML),以研究In的成核机制和表面扩散。实验发现,随着In沉积量的增加,液滴尺寸(包括直径、高度)明显增大。不仅如此,在相同的衬底温度下,沉积量越大,液滴密度越大。利用经典成核理论,计算了GaAs(001)表面In液滴形成的临界厚度为0.57 ML,计算的结果与已报道的实验一致。从In原子在表面的迁移和扩散,以及衬底中Ga和液滴中的In之间的原子互混原理解释了In液滴形成和形貌演化的机理。实验中得到的In液滴临界厚度以及In液滴在GaAs(001)上成核机理,可以为制备InAs量子点提供实验指导。

腹腔镜与开腹结肠全(次全)切除术治疗慢传输型便秘的疗效分析

目的评价腹腔镜结肠全(次全)切除术治疗慢传输型便秘的有效性、安全性及可行性。方法回顾性分析武汉大学中南医院结直肠肛门外科2014年8月至2017年10月接受腹腔镜手术和开腹手术治疗的慢传输型便秘病人共66例,其中腹腔镜组35例,开腹手术组31例。比较两组病人的一般情况、手术情况、术后情况、并发症及术后疗效。结果腹腔镜结肠全(次全)切除组与开腹手术组相比,两组病人一般情况、Wexner便秘评分、胃肠生活质量评分及总体并发症发生率等差异均无统计学意义(均P>0.05),腹腔镜组在术中出血量(P=0.000)、术后肠道功能恢复时间(P=0.000)、伤口并发症(P=0.000)、术后住院时间(P=0.048)等方面优于开腹组。结论腹腔镜结肠全(次全)切除术与传统开腹手术治疗慢传输型便秘同样安全、有效、可行,但腹腔镜手术创伤小,住院时间短,伤口并发症少,病人满意度高。

数据流计算环境下的集群资源管理技术

以集群为基础的高性能计算的发展经历了3个阶段的演化,即计算子系统与存储子系统的分离、计算子系统与存储子系统的融合以及以数据并行为基础的dataflow编程模型。随着Spark、Flink等数据流编程模型在大数据计算领域的广泛使用,计算作业类型千变万化,如何保证各种数据流计算作业对集群资源的共享使用是集群资源管理的核心,也是降低基础设施成本的主要手段。分析集群资源管理的历史变化,从数据流编程模型的角度出发,对HoD、集中式、双层调度、分布式以及混合式管理展开了深入的探索,介绍了其各自的优缺点以及应用现状,为数据流计算环境下的集群资源管理和调度的使用或者研发提供一定的参考和借鉴。

结肠穿孔急诊术后伤口感染的防治

术后切口感染是常见的结肠手术后并发症之一,最常见于结肠穿孔急诊术后。结肠穿孔急诊术后伤口感染并发症包括系列病理过程,涵盖浅表组织感染、深部组织坏死感染甚至器官周围间隙感染,常引发严重感染导致腹膜炎、脓毒症甚至感染性休克,需要及时手术处理。对其合理防治的策略应该将术前良好评估、有效控制合并症、术后良好伤口护理、识别术后伤口感染、合理使用抗菌药物、及时外科清创以及引流一系列措施整合为一体。

课程文化自觉的意义、问题及实现路径

当下课程学研究中课程文化自觉是一个热点,课程文化自觉是人类有意识地发展课程文化,在课程文化上表现为一种自觉践行和不断超越的理性态度。它包括逻辑的思维、严谨的态度和高尚的目标。在课程文化走向自觉的过程中总会产生一些问题和挑战,即外部控制与主体需求的矛盾、主体意识与价值中立的对立以及文化惯性的阻滞。课程文化在当代出现了“迷失”,如何处理这些问题?就是扎根传统文化,实现传统文化的回归;就是要打开胸怀,以开放的态度接纳外国文化。处理好这些问题和挑战,课程文化才能走向自觉。

In_xGa_(1-x)As/GaAs异质薄膜的临界厚度

从In组分、生长温度和As BEP 3个参数出发,利用RHEED和STM技术深入研究了In_xGa_(1-x)As/GaAs异质薄膜的临界厚度。研究发现In的组分直接决定了In_xGa_(1-x)As/GaAs异质薄膜的临界厚度,而生长温度和As BEP的差异也在很大程度上对临界厚度产生重要影响。在特定的生长温度和As BEP下,In_xGa_(1-x)As/GaAs的临界厚度随着In组分的减小呈指数增加,尤其是当In组分<20%时临界厚度将趋于无穷大。对于特定In组分的In_xGa_(1-x)As/GaAs异质薄膜来说,当生长温度相同时,临界厚度随着As BEP的增加而迅速增大;而在As BEP相等时,临界厚度将随着生长温度的增加而减小;不同生长温度之间临界厚度的差异将随着As BEP的减小而不断减小,到更低As BEP时甚至将趋于相等。

轮式和履带式车辆行走对农田土壤的压实作用分析

由履带式行走机构代替轮胎被认为是减缓大型农业车辆对土壤压实的有效手段之一。与轮胎相比,履带具有更大的接地面积,能够有效减小车辆对土壤的平均压力。然而履带与土壤接触面间的应力分布极不均匀,应力主要集中在各承重轮下方,履带减缓土壤压实的能力是目前有待研究的问题。该研究通过在土壤内埋设压力传感器,测试比较了相近载质量的轮胎和履带式车辆作用下,0.15和0.35 m深度土壤内的最大垂直及水平应力,同时研究了车辆行驶速度对土壤内垂直及水平应力大小的影响。基于土壤压实分析模型计算了轮胎和履带压实的0.1~0.7m深度土壤内的最大垂直及水平应力分布。通过对0.15和0.35 m深度的土样进行室内测试,比较了轮胎和履带式车辆压实对土壤透气率、先期固结压力及干容重大小的影响。结果表明,履带相比较于轮胎,能够减小土壤内的垂直及水平应力,但垂直应力的减小量比水平应力大;轮胎对0.15和0.35m深度土壤作用的平均最大垂直应力分别约为履带的2.2及2.0倍,而平均最大水平应力仅分别约为履带的1.2及1.1倍。轮胎作用下的最大垂直及水平应力在表层土壤内明显大于履带,但两者的应力差值随着土壤深度的增加逐渐减小,分别在0.7和0.4 m深度时无明显差别。轮胎和履带压实作用下,0.15和0.35 m深度土壤内的垂直及水平应力均随车辆行驶速度的增加而减小,履带作用下的应力减小速度大于轮胎。履带作用下0.15和0.35 m深度内土壤的透气率均明显小于轮胎,但土壤的先期固结压力及干容重无显著区别。研究结果为可为农业车辆行走机构的选择及使用提供参考。

履带式行走机构压实作用下土壤应力分布均匀性分析

履带式行走机构因具有较小的接地压力而被逐渐应用在大型农业车辆上,以减小对土壤的压实。然而由于履带下应力分布的不均匀,导致农业车辆对土壤的最大应力并未有效减小,对土壤较长的压力作用时间反而增加了土壤被压实的风险。应力分布的不均匀还会造成履带沉陷量的增大,降低车辆在软土地面的通过性能。为了研究履带式行走机构压实作用下土壤内的应力分布规律以及如何提高应力分布的均匀性,以缓解履带车辆对土壤压实作用、提高履带车辆软地通过能力,该文采用侧断面水平钻孔埋设压力传感器的方法,测得了履带式行走机构压实作用下履带中心线横截面内0.35 m深度土壤内沿履带长度方向上的垂直及水平应力分布;同时研究了履带张紧力大小对应力分布均匀性的影响。结果表明,履带式行走机构下的垂直应力在各负重轮的轴线处呈现一个应力峰值;水平应力在各负重轮轴线的前、后方分别呈现一个应力峰值,且最小应力在轴线处。各负重轮下的应力峰值大小不同。最大垂直应力出现在履带式行走机构后端的导向轮处;最大水平应力出现在后支重轮与导向轮之间。适当减小履带张紧力能够提高垂直及水平应力分布的均匀性。履带张紧力由1.8×10~4k Pa减小至1.6×10~4k Pa时,履带下的最大垂直及水平应力分别减小了约37.3%和21.7%;平均最大垂直及水平应力分别减小了约26.4%和20.4%。研究结果可为履带式行走机构结构的优化提供理论依据,以期提高履带下应力分布的均匀性。

α+β固溶处理对Ti65合金薄板的影响:硅化物析出、力学行为和新型{1011}孪晶系

为应对航空领域对轻质和优异高温性能钛合金部件的迫切需求,对经不同热处理的新型高温钛合金Ti65合金薄板的显微组织演变、硅化物析出和力学行为进行系统研究。结果表明:在固溶空冷后的合金中析出亚微米级硅化物(Ti,Zr)_(6)Si_(3),导致拉伸性能变差和剧烈波动。在950℃固溶炉冷后的合金中发现穿晶界(Ti,Zr)_(5)Si_(3)和近晶界(Ti,Zr)_(6)Si_(3)硅化物的共存。当固溶温度升高至1010℃时,(Ti,Zr)_(3)Si硅化物在位错附件出现。薄板固有尺寸效应与硅化物析出的协同效应导致拉伸性能的明显波动,塑性显著下降,甚至发生脆性断裂。硅化物析出受低温固溶处理的保温时间的影响较弱。此外,在990℃热轧获得的薄板中观察到新型{1011}孪晶,其轴角对为65°<8443>,仅存在于粗大的基面织构α晶粒中。

集中式集群资源调度框架的可扩展性优化

集中式集群资源管理系统既能够确保全局资源状态的一致性亦拥有多种调度模型,因此被广泛应用于实际系统中.但是,当集中式资源管理器在接收并处理大规模的周期性心跳信息时,由于其采用单一节点来维护全局资源状态,所以资源管理器的负载压力急剧增加,导致调度能力降低,影响了集群系统的可扩展性.针对上述问题,提出一种“没有变化就不更新”的思想,取代集中资源管理的定时更新机制,改善了集中式资源管理系统的可扩展性.首先,通过计算节点引入基于差分的心跳信息处理模型,使得未发生状态变化的节点不必发送心跳消息,从而减少消息发送的规模和次数;其次,针对节点宕机监测过程,提出基于环形监视的节点监控模型,让各个计算节点之间互相监视对方的宕机状态,从而将周期性监测压力转移到计算节点;最后,给出这2种模型在集中式资源管理系统YARN上的实现,并针对改进前后的系统进行实验测试.通过实验验证,当集群达到1万个节点且心跳时间间隔3 s时,改进后YARN系统的心跳信息处理效率以及资源更新效率相比原YARN系统提高40%左右.另外,改进后YARN系统管理集群节点规模相比原YARN系统扩大1.88倍以上.

腹腔镜下完全经腹入路部分内括约肌切除术在低位直肠癌保肛手术中的应用研究

目的探讨腹腔镜下完全经腹入路部分内括约肌切除术(completely abdominal approach partial intersphincteric resection,CAPISR)治疗低位直肠癌的可行性、肿瘤安全性及术后肛门功能。方法回顾性分析武汉大学中南医院实施CAPISR及完全经括约肌间切除术(total intersphincteric resection,TISR)病人的临床资料及随访信息,包含手术学指标、肿瘤学指标及肛门功能评分等。结果53例病人纳入研究,CAPISR组31例,TISR组22例,两组病人均顺利完成手术,无围手术期死亡病例。与TISR组相比,CAPISR组手术更快(P=0.003)、术中失血量更少(P=0.000)、住院时间更短(P=0.038),并发症发生率更低(22.6%比72.7%,P=0.000)。所有病例术后标本远、近切缘、环周切缘的病理学检查均为阴性。两组术后标本在肿瘤远切缘长度、淋巴结数量、淋巴结阳性率及TNM分期方面差异均无统计学意义(P>0.05)。术后中位随访时间为16个月,CAPISR组在随访期内无局部复发及转移;TISR组有2例出现转移,总生存率为90.9%。术后肛门功能与术前相比,两组病人术后3、6、12个月时的每日平均排便次数及肛门失禁Wexner评分均显著升高(P<0.05)。与TISR组相比,CAPISR组术后3、6、12个月时的每日排便次数更少,肛门失禁Wexner评分更低(P<0.05)。术后12个月的Kirwan分级表明,两组病人术后1年肛门功能逐渐恢复,控便功能良好,无1例因严重肛门失禁(KirwanⅤ级)行永久性造瘘。CAPISR组病人术后肛门控便能力较TISR组更好(P=0.015)。结论腹腔镜CAPISR手术治疗低位直肠癌安全可行,手术时间短、术中失血量少、恢复快、住院时间短、并发症少,可使低位直肠癌病人在肿瘤根治性切除的同时最大化保留肛门功能。

低温下InAs纳米结构在GaAs(001)表面形成机制的研究

改变生长工艺、控制并调整液滴中原子扩散机制是对复杂纳米结构制备的关键途径,并且对基于液滴外延方法研究半导体纳米结构十分重要.本文在不同衬底温度,不同As压下在GaAs(001)上沉积相同沉积量(5 monolayer)的In液滴并观察其表面形貌的变化.原子力显微镜图像显示,液滴晶化后所形成的扩散"盘"且呈现一定的对称性.随着衬底温度的增高,圆盘半径逐渐扩大,扩散圆盘中心出现了坑.而随着As压的增高,所形成的液滴密度增加,以液滴为中心所形成的扩散圆盘宽度逐渐减小.基于经典的成核扩散理论对实验数据拟合得到:GaAs(001))表面In原子在[110]和[110]晶向上的扩散激活能分别为(0.62±0.01)eV和(1.37±0.01)eV,且扩散系数D_0为1.2×10^(-2)cm^(2)/s.对比其他研究小组的结果证实了理论的正确性.实验中得到的In原子的扩散激活能以及In液滴在GaAs(001)上扩散机理,可以为InAs纳米结构特性的调制提供实验指导.

Ga液滴沉积速率对GaAs/GaAs(001)量子双环形貌的影响

采用液滴外延法在GaAs(001)衬底上制备同心量子双环(concentric quantum double rings,CQDRs),利用原子力显微镜表征其表面形貌,并研究Ga液滴沉积速率对CQDRs的影响.研究结果发现,随着Ga液滴沉积速率的增加,CQDRs的密度增加,内外环半径均降低.根据成核理论中最大团簇密度和Ga液滴沉积速率之间的关系拟合出临界成核原子数目为5,表明在Ga液滴形成阶段时稳定的Ga原子晶核至少包含5个Ga原子;根据成核理论和拟合结果绘制成核过程状态转化图以深入理解Ga液滴形成过程.相关研究结果对液滴外延法制备密度可控的GaAs同心量子双环具有一定的指导意义.

基于动态阈值和全局信息的SIFT量子图像拼接

针对量子图像拼接使用传统尺度不变特征变换(SIFT)算法易造成特征点数量不合理和误匹配率高的问题,提岀基于动态阈值和全局信息的SIFT量子图像拼接算法.针对特征点数量问题,利用特征点数量与量子点或量子环数量呈正比例关系这一特性,通过量子点或环的密度对SIFT算法的对比度阈值进行设置,以得到合适的特征点数量.针对误匹配率问题,通过构建全局信息描述子,并与SIFT局部描述子相结合,以降低误匹配率.实验结果表明:改进的算法有效地完成了量子环、量子线和量子点图像的拼接;将量子图像的特征点有效地控制在一个合理的范围内,并将误匹配率从17.34%〜33.02%降低至10.84%〜20%,使量子图像的拼接具有更好的可靠性.