低维拓扑绝缘体的凝聚态之美

低维拓扑绝缘体是凝聚态物理在半导体功率器件和固体材料上的研究方向,物理学家结合凝聚态物理和拓扑学的理论,对于低维度的碲化汞(HgTe)等拓扑绝缘体的固体结构和电子自旋性质进行了探索和研究.量子自旋霍尔效应和拓扑量子双重态是低维拓扑绝缘体的两个关键性质,对于拓扑绝缘体的物质组态和能带结构的预言和发现具有重要作用,并使用强场物理的手段进行了实验的证明.低维拓扑绝缘体是凝聚态物理的前沿理论和材料应用,同时融合了数论拓扑学的理论,具有低维度的凝聚态之美.

基于内嵌空腔绝缘体上硅的GAA器件电学表征与分析

全包围环栅(GAA)器件具有极强的栅控能力,但工艺较为复杂,需采用先进工艺节点制备。基于新型内嵌空腔绝缘体上硅(VESOI)衬底,设计并制备了2种结构的GAA器件(纯GAA器件和π-GAA-π器件)和作为对照组的π器件,并进行了电学表征和分析。2种GAA器件均表现出良好的电学性能,开关比均达到108。纯GAA器件表现出更小的亚阈值摆幅(62 mV/dec)、更大的电流密度和更小的漏致势垒降低(DIBL)值,且不受背栅偏压的影响,但其底部栅极与源、漏存在交叠区,加剧了栅致泄漏电流(GIDL)效应;π-GAA-π器件虽然不受GIDL效应的影响,但由于其串联了π沟道,器件电学性能下降。实验结果证明了基于VESOI衬底制备GAA器件的可行性,同时进一步讨论了更高的栅极与空腔对准精度对器件性能的提升,为后续工艺改进提供了参考。

超快光场驱动的二氧化钒薄膜相变研究进展

二氧化钒(VO2)是一种典型的强关联电子材料,当达到相变阈值时,会可逆地从绝缘单斜相转变到金属金红石相,这种相变主要通过温度、光照、电场、磁场、应力等激励条件激发。相突变可在亚皮秒时间尺度内发生,并会伴随着光学透过率、折射率和磁化率等特性的显著变化,其中相变前后电阻率会发生3~5个数量级的变化,这使得VO2在智能节能窗、光电探测、光电存储、光开关等领域有着重要的应用前景。首先介绍了VO2的相变机制,主要有电子关联驱动、晶格结构驱动以及两者共同驱动,接着重点介绍了利用超快时间分辨技术,尤其是太赫兹时域光谱技术,来研究VO2薄膜的相变动力学过程,最后,介绍了基于VO2薄膜的太赫兹调制器、太赫兹滤波器、太赫兹开关等领域的应用研究。

特高压并联电抗器高性能隔声装置研制

特高压并联电抗器隔声装置的研制有助于特高压交流变电站的噪声治理。为此分析了特高压并联电抗器的噪声特性,通过结构设计、声学设计及密封设计研制了1台高性能隔声装置,该装置采用多层隔/吸声复合结构,显著提升了声学性能。通过试验验证了该隔声装置的声学性能,结果表明所得插入损失为31.8 d B,可有效地抑制中低频噪声;多物理场耦合仿真结果也表明该高性能隔声装置的插入损失可达32.1 d B,进一步验证了该隔声装置达到了预期设计目标。

物理隔离在电力系统中的实现

物理隔离技术的出现是为了解决传统防火墙不能解决的网络安全问题。本文提出了物理隔离的一种实现方案,它适合于电力系统子网中保护电网监控系统,并针对已经存在的网络攻击技术分析了它的安全性。

基于三维构型与电热传感的特高压换流变压器出线装置区域数字孪生模型研究

特高压换流变压器出线装置区域绝缘结构复杂且体积巨大,承受大电流、高电压长时间作用,对其开展现场运维试验将耗费较大代价。目前数字孪生技术日益完善,逐渐从汽车、航空等制造业引入电力行业。基于此,文中将数字孪生技术引入特高压换流变压器高端电力设备,考虑到换流变压器本体结构复杂且其出线装置及换流变套管区域为其重要典型附件,因此重点研究该区域数字孪生3D模型构建,依据其孪生模型进行现场运维模拟试验和大电流、高电压载荷下的功能性响应分析。出线装置区域数字孪生模型依据电热耦合物理场仿真模型构建,应用电热传感器实时监测其承受在线电压、电流波形,并实现了现场运行参数与数字孪生模型加载数据之间的交互联动。另一方面,实现了数字孪生模型中材质区域智能提取辨识,并可依据物理场环境变换材料参数性能,以适应不同运行环境的结构设计与性能考核。进一步,为分析换流变套管内部暂态温度与其短时载流能力和长时老化性能间关系,提出了高压套管长时内绝缘性能评估流程方法。文中聚焦于换流变压器出线区域的数字孪生模型3D构建,其研究方法可推广延拓至换流变本体绕组结构、油纸绝缘区域与有载开关等关键部件。文中研究结果可为换流变压器本体绝缘结构设计,特别是出线装置区域的结构设计与运行维护提供理论指导和技术参考,对在线分析换流变压器出线装置区域运行中的短时载流能力和长时老化性能有一定的理论指导作用。

非网连接的研究与实现

非网连接作为一种网络逻辑隔离方法 ,能阻止利用网络协议的漏洞进行攻击。给出了非网连接的一种实现方法 ,同时在分析网络攻击常用方法的基础上研制出了相应的产品 ,这个产品集成了许多安全机制 。

矿用VEG型固封式真空断路器的研究与应用

针对目前矿用高压真空配电装置普遍存在着分断时间较长的问题,研制开发了VEG型固封式真空断路器,并详细介绍其基本工作结构和工作原理,最后给出实际性能指标。数据表明该装置性能优良、保护齐全、使用方便,是理想的矿用真空断路器。