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2026-01-20
表面彈性波中的混合式自旋與反常自旋-動量鎖定

表面波的橫向自旋是一種普遍現(xiàn)象，近年來在光學(xué)與聲學(xué)領(lǐng)域備受關(guān)注。該現(xiàn)象存在于重力水波、表面等離激元極化激元、表面聲波等多種波場中，且表現(xiàn)出顯著的本征自旋-動量鎖定特性，這一特性已被有效應(yīng)用于高性能自旋-方向耦合器的研制。本文通過理論推導(dǎo)與實驗驗證雙重手段證實：表面彈性（瑞利）波的橫向自旋在介質(zhì)表面附近會呈現(xiàn)反常符號，與電磁波、聲波或水面波的橫向自旋符號完全相反。這種符號反常源于彈性表面波兼具橫波與縱波特性的混合屬性。此外，研究表明，可利用該符號反常特性，在彈性薄板中實現(xiàn)對稱與反對稱蘭姆波的選擇性自旋調(diào)控激發(fā)，且兩種蘭姆波的傳播方向相反。本研究成果為彈性波的自旋調(diào)控奠定了基礎(chǔ)，有望在聲子自旋器件至地震波研究等諸多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

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2026-01-20
基于銀納米線摻雜聚合物穩(wěn)定液晶的激光散斑抑制技術(shù)

小型化純靜態(tài)器件有望被應(yīng)用于激光成像系統(tǒng)以實現(xiàn)散斑抑制。本研究開發(fā)了一款基于銀納米線摻雜聚合物穩(wěn)定液晶（PSLC）的純靜態(tài)器件，可對激光散斑實現(xiàn)高效抑制。研究首先對聚合物穩(wěn)定液晶中聚合物與銀納米線的摻雜濃度進行優(yōu)化，隨后完成了聚合物穩(wěn)定液晶器件的制備。搭建了一套測試系統(tǒng)對所制備器件的電光特性展開表征，同時構(gòu)建激光投影系統(tǒng)對其散斑抑制性能進行驗證。此外，本研究還對該聚合物穩(wěn)定液晶器件的散射程度與響應(yīng)時間展開了探究與討論。實驗結(jié)果表明：對于器件尺寸為2×2×0.1cm3、銀納米線摻雜濃度為0.02wt%、聚合物摻雜濃度為3wt%的聚合物穩(wěn)定液晶器件，在極低驅(qū)動電壓下，其散斑抑制效率可達(dá)51.4%。上述實驗結(jié)果驗證了這款銀納米線摻雜聚合物穩(wěn)定液晶散斑抑制方法的有效性與優(yōu)越性。

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2026-01-20
基于海豚仿生的寬帶聲信號增強接收傳感器

齒鯨亞目動物進化出了一套在水下表現(xiàn)優(yōu)異的寬帶聲信號接收系統(tǒng)。本研究采用鋁材與軟硅膠材料，制備了一款仿生傳感器，用以模擬江豚的聲信號接收系統(tǒng)。數(shù)值建模與實驗驗證結(jié)果均表明：相較于全向接收模式，這款江豚仿生傳感器可實現(xiàn)15～90kHz頻段內(nèi)的寬帶定向聲信號接收，且在該帶寬內(nèi)的接收增益平均可達(dá)3.9dB。實驗數(shù)據(jù)顯示，在部分頻率點上，其接收增益提升幅度最高可達(dá)到7.3dB。本研究為水下寬帶定向聲信號接收傳感器的設(shè)計提供了一種全新思路。

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2026-01-16
基于Rosen型復(fù)合材料的超高波特率甚低頻磁電天線

長波天線在水下、地下等特殊環(huán)境通信中應(yīng)用廣泛，但傳統(tǒng)電天線體積龐大，嚴(yán)重制約其便攜部署。新興聲激勵磁電（ME）天線有望解決這一難題，然而輻射強度與調(diào)制速率（波特率）之間的矛盾仍是其發(fā)展瓶頸。本文提出一種基于Rosen型磁致伸縮-壓電復(fù)合材料的甚低頻（VLF，3–30kHz）ME天線，協(xié)同優(yōu)化輻射強度與傳輸速率。與同等尺寸環(huán)天線相比，該ME天線的輻射強度提升2個量級、輻射效率提升3個量級?；赗osen型ME天線構(gòu)建的VLF通信系統(tǒng)采用幅移鍵控（ASK）調(diào)制，實現(xiàn)超高波特率2kbaud（即2kbps比特率），驗證了該方案的可行性。

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2026-01-16
磁-機械-電耦合甚低頻機械天線研究

無線通信一直是現(xiàn)代信息化社會不可或缺的組成部分。除傳統(tǒng)電天線外，甚低頻（VLF）機械天線因其在導(dǎo)電損耗環(huán)境中兼具小型化與較高輻射效率，近期成為研究熱點。然而，輻射能力有限、調(diào)制帶寬窄仍是其應(yīng)用瓶頸。本研究利用“壓電驅(qū)動磁體運動”與“逆磁電效應(yīng)”的協(xié)同作用，基于磁-機-電（MME）效應(yīng)研制出一種高效磁電（ME）機械天線。逆磁電系數(shù)與輻射測試表明，MME天線性能顯著優(yōu)于常規(guī)ME天線：振蕩磁體在ME復(fù)合材料之外額外形成振動磁偶極子，增強機械天線輻射。進一步地，以VLF載波進行數(shù)字信號調(diào)制，實現(xiàn)抗干擾、抗衰減通信。該MME效應(yīng)天線為機械天線性能提升提供了新思路，在導(dǎo)電環(huán)境通信應(yīng)用中展現(xiàn)出巨大潛力。

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2026-01-16
增強型應(yīng)變介導(dǎo)物理儲備池計算系統(tǒng)的實驗驗證

兼具本征非線性、高維度與記憶效應(yīng)的物理儲備池，因其能夠高效解決復(fù)雜任務(wù)而備受關(guān)注。其中，自旋電子學(xué)與應(yīng)變介導(dǎo)電子學(xué)物理儲備池憑借高速度、多參數(shù)融合及低功耗優(yōu)勢尤為引人注目。本研究在Pt/Co/Gd多層膜與(001)取向0.7PbMg?/?Nb?/?O?–0.3PbTiO?（PMN-PT）構(gòu)成的多鐵異質(zhì)結(jié)中，實驗實現(xiàn)了斯格明子增強的應(yīng)變介導(dǎo)物理儲備池。其增強效應(yīng)源于磁斯格明子與應(yīng)變同步調(diào)控的電導(dǎo)率之融合。該應(yīng)變介導(dǎo)RC系統(tǒng)通過順序波形分類任務(wù)驗證功能，對末段波形識別率達(dá)99.3%；在Mackey-Glass時間序列預(yù)測任務(wù)中，20步預(yù)測的歸一化均方根誤差（NRMSE）低至0.2。本工作為具備磁-電-彈可調(diào)的低功耗神經(jīng)形態(tài)計算系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)，并向未來應(yīng)變介導(dǎo)自旋電子學(xué)應(yīng)用邁出關(guān)鍵一步。高能效的物理儲備池對儲備池計算至關(guān)重要，本文作者展示了全電式斯格明子增強的應(yīng)變介導(dǎo)物理RC系統(tǒng)，并完成了基準(zhǔn)混沌時間序列預(yù)測。

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