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改进SMOTE的非平衡数据集分类算法研究 被引量:27
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作者 赵清华 张艺豪 +1 位作者 马建芬 段倩倩 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2018年第18期168-173,共6页
针对随机森林和SMOTE组合算法在处理不平衡数据集上存在数据集边缘化分布以及计算复杂度大等问题,提出了基于SMOTE的改进算法TSMOTE(triangle SMOTE)和MDSMOTE(Max Distance SMOTE),其核心思想是将新样本的产生限制在一定区域,使得样本... 针对随机森林和SMOTE组合算法在处理不平衡数据集上存在数据集边缘化分布以及计算复杂度大等问题,提出了基于SMOTE的改进算法TSMOTE(triangle SMOTE)和MDSMOTE(Max Distance SMOTE),其核心思想是将新样本的产生限制在一定区域,使得样本集分布趋于中心化,用更少的正类样本点人为构造样本,从而达到限制样本区域、降低算法复杂度的目的。在6种不平衡数据集上的大量实验表明,改进算法与传统算法相比,算法消耗时间大幅减少,取得更高的G-mean值、F-value值和AUC值。 展开更多
关键词 随机森林 SMOTE算法 不平衡数据集
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纳米金-聚二甲基硅氧烷复合薄膜的制备及研究 被引量:1
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作者 张丹 赵东 +4 位作者 桑胜波 张文栋 菅傲群 段倩倩 冀建龙 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期55-57,共3页
基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)可成膜的特殊性质,提出了以纳米金为金种,PDMS为基体制备出纳米金-PDMS复合薄膜。首先用三甲基氯硅烷(TMCS)对玻璃衬底进行硅烷化处理,在衬底表面旋涂PDMS薄膜。然后分两步用化学还原法还原氯金酸溶液,制备出... 基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)可成膜的特殊性质,提出了以纳米金为金种,PDMS为基体制备出纳米金-PDMS复合薄膜。首先用三甲基氯硅烷(TMCS)对玻璃衬底进行硅烷化处理,在衬底表面旋涂PDMS薄膜。然后分两步用化学还原法还原氯金酸溶液,制备出纳米金复合薄膜。通过扫描电镜观察纳米金复合薄膜的形貌结构,研究了复合薄膜的紫外可见光吸收曲线。并用半导体特性分析仪(B1500)对不同还原时间的纳米金复合薄膜进行了电学测试。结果表明:复合薄膜光学性质良好,薄膜中纳米金颗粒的数量可以通过调节还原时间来控制,第二步还原14h时可得到电学性能相对较好的复合薄膜。 展开更多
关键词 纳米金 聚二甲基硅氧烷 复合材料 光学特性 电学特性
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Pt负载型TiO2纳米管阵列的制备及其紫外探测性能 被引量:1
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作者 程宏伟 李刚 +1 位作者 郭丽芳 程再军 《半导体光电》 CAS 北大核心 2018年第5期694-699,共6页
首先利用电化学阳极氧化方法在钛箔上合成整齐有序的TiO2纳米管阵列(TNA);然后采用电化学沉积的方法在纳米管表面均匀沉积高功函数的Pt纳米颗粒以构建Pt/TNA肖特基结,通过SEM、EDS和XRD等表征方法研究了Pt/TNA肖特基结的表面形貌和结构... 首先利用电化学阳极氧化方法在钛箔上合成整齐有序的TiO2纳米管阵列(TNA);然后采用电化学沉积的方法在纳米管表面均匀沉积高功函数的Pt纳米颗粒以构建Pt/TNA肖特基结,通过SEM、EDS和XRD等表征方法研究了Pt/TNA肖特基结的表面形貌和结构;最后通过测试不同光照强度下的电压-电流(V-I)和电流-时间(I-t)曲线研究了Pt/TNA肖特基结的紫外光电性能。实验发现,在1V偏压和光照强度为1.37mW/cm2的375nm紫外光照射下,Pt/TNA肖特基结的光电流可达3.71μA,响应度为0.015A/W,外量子效率为5.11%,光响应因子高达1 892.8,表明紫外光电探测性能得到显著提高。 展开更多
关键词 电化学阳极氧化 二氧化钛纳米管 紫外探测 光响应
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基于SPR光谱分析的液体折射率计 被引量:1
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作者 邹璐 李慧明 +1 位作者 菅傲群 王雷阳 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期357-361,共5页
为了更好地测量液体折射率,提出了一种基于表面等离子共振波长测量液体折射率的方法,采用Kretschman结构建立了模型,进行了软件仿真,并搭建实验平台进行了实验研究,分析了实验和理论之间的误差来源。结果表明,当折射率在1.33RIU^1.36RI... 为了更好地测量液体折射率,提出了一种基于表面等离子共振波长测量液体折射率的方法,采用Kretschman结构建立了模型,进行了软件仿真,并搭建实验平台进行了实验研究,分析了实验和理论之间的误差来源。结果表明,当折射率在1.33RIU^1.36RIU的范围内变化时,表面等离子共振吸收峰随液体样品折射率的变化产生了频移,其灵敏度可达4808.94nm/RIU。该方法可以准确测量液体的折射率,且系统结构简单,具有较高的灵敏度。 展开更多
关键词 传感器技术 共振波长 表面等离子体共振 灵敏度
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功能化多壁碳纳米管填充的凝胶电解质在染料敏化太阳能电池的应用
5
作者 盛磊 李廷鱼 +2 位作者 郭丽芳 李刚 张文栋 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期815-822,共8页
纯聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)基凝胶电解质常常受制于低离子电导率,阻碍了其在染料敏化太阳电池(dye-sensitized solar cells,DSSCs)中的应用。而利用纳米填充可提高凝胶电解质离子电导率及凝胶电解质DSSCs的性能。本文使用... 纯聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)基凝胶电解质常常受制于低离子电导率,阻碍了其在染料敏化太阳电池(dye-sensitized solar cells,DSSCs)中的应用。而利用纳米填充可提高凝胶电解质离子电导率及凝胶电解质DSSCs的性能。本文使用功能化的多壁碳纳米管(f-MWCNT)作为PVDF-HFP凝胶电解质的纳米填充物,通过改变f-MWCNT的质量分数来研究其对电解质的离子电导率和离子扩散的影响,进而研究其对DSSCs的转化效率和长期稳定性的增强作用。研究发现:质量分数0.5%的f-MWCNT明显提高了 PVDF-HFP 凝胶电解质的离子电导率和离子扩散系数。并且,该凝胶电解质基DSSCs的光转换效率可达5.28%,相比于未填充的PVDF-HFP凝胶电解质基DSSCs(4.01%),其效率提高了31.7%。 42 d后,该电池依然可以保持最初转化效率的86.5%。实验结果证实了f-MWCNT在纳米填充方面的巨大潜能,为采用纳米填充物提高凝胶电解质DSSCs的性能提供参考。 展开更多
关键词 功能化的多壁碳纳米管 纳米填充 凝胶电解质 染料敏化太阳能电池
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KPFM测试参数对表面电势测量的影响
6
作者 冯凯 白刚 +1 位作者 王美玲 菅傲群 《微纳电子技术》 北大核心 2018年第12期922-926,共5页
开尔文探针力显微镜(KPFM)是一种可以对材料表面电势进行纳米级成像的工具,是研究纳米材料表面特性的一种重要手段。高定向热解石墨(HOPG)具有表面光滑、导电性好的特点,在原子力显微镜(AFM)的KPFM模式下,向HOPG表面施加不同电压... 开尔文探针力显微镜(KPFM)是一种可以对材料表面电势进行纳米级成像的工具,是研究纳米材料表面特性的一种重要手段。高定向热解石墨(HOPG)具有表面光滑、导电性好的特点,在原子力显微镜(AFM)的KPFM模式下,向HOPG表面施加不同电压,测量HOPG的表面电势,以结果作为参照,采用控制变量法分别对比了滤波器阶数、灵敏度和驱动值三种参数对表面电势测量的影响。实验结果表明:滤波器阶数、灵敏度和驱动值均对表面电势的测量有不同程度的影响,不同程度增加滤波器阶数、灵敏度和驱动值都可以起到提升信噪比的作用,其中灵敏度的提升对信号的影响最为显著。 展开更多
关键词 开尔文探针力显微镜(KPFM) 高定向热解石墨(HOPG) 滤波器阶数 灵敏度 驱动值
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热电子注入效率影响因素的仿真研究
7
作者 李旺豪 杨婷 +2 位作者 张震 桑胜波 菅傲群 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2022年第6期1054-1060,共7页
以Fowler理论模型为基础,通过将热电子注入过程分为热电子的产生、传输和发射3个部分进行量化分析,仿真计算了入射光子能量、贵金属纳米颗粒尺寸、以及肖特基势垒高度3个因素对热电子注入效率的影响。仿真结果表明,入射光子能量和热电... 以Fowler理论模型为基础,通过将热电子注入过程分为热电子的产生、传输和发射3个部分进行量化分析,仿真计算了入射光子能量、贵金属纳米颗粒尺寸、以及肖特基势垒高度3个因素对热电子注入效率的影响。仿真结果表明,入射光子能量和热电子注入效率之间存在正相关关系、半径为5 nm左右的贵金属纳米颗粒具有最佳的热电子注入效率、热电子注入效率随着肖特基势垒高度的升高而逐渐降低。仿真结果加深了热电子注入物理过程的理解,为等离子光催化剂和光电器件的设计提供了理论指导。 展开更多
关键词 热电子注入效率 金半接触 光子能量 金属纳米颗粒尺寸 肖特基势垒高度
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新型二维材料Ti_(3)C_(2)Tx MXene制备及其气敏性能研究 被引量:3
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作者 韩丹 刘志华 +4 位作者 刘琭琭 韩晓美 刘东明 禚凯 桑胜波 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期42-50,共9页
随着石墨烯材料的发现,二维材料被人们广泛认识并逐渐应用,相比于传统二维材料,二维过渡金属碳化物(MXene)的力学、磁学和电学性能更加优异.本文分别利用HF溶液和LiF/HCl溶液刻蚀Ti_(3)AlC_(2)获得了Ti3C2Tx样品,通过电子扫描显微镜(SEM... 随着石墨烯材料的发现,二维材料被人们广泛认识并逐渐应用,相比于传统二维材料,二维过渡金属碳化物(MXene)的力学、磁学和电学性能更加优异.本文分别利用HF溶液和LiF/HCl溶液刻蚀Ti_(3)AlC_(2)获得了Ti3C2Tx样品,通过电子扫描显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和气敏特性分析,研究了刻蚀剂对Ti_(3)C_(2)Tx材料结构和气敏性能的影响.材料结构分析表明:HF和LiF/HCl刻蚀剂均对Ti_(3)C_(2)Tx材料具有良好的刻蚀效果;气敏性能结果表明:LiF/HCl刻蚀剂制备的Ti_(3)C_(2)Tx的气敏性能优于HF刻蚀剂,并实现了室温下宽范围、较高灵敏和较高稳定地检测NH3.分析认为:LiF/HCl溶液刻蚀制备的Ti_(3)C_(2)Tx材料表面具有较高比例的—O和—OH官能团,是其高传感性能的主要原因.本实验研究可为Ti_(3)C_(2)Tx基传感器件的气敏研究和实际应用奠定一定的理论基础. 展开更多
关键词 二维材料 MXene Ti_(3)C_(2)Tx 气体传感器
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二氧化钛纳米颗粒/还原氧化石墨烯修饰玻碳电极在对硝基苯酚检测中的应用 被引量:4
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作者 酒琳娜 程永强 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期504-510,共7页
本文报道了用二氧化钛纳米颗粒(TiO2NPs)/还原氧化石墨烯(RGO)的复合物修饰玻碳电极检测微量对硝基苯酚(4-NP)的电化学方法.本研究用扫描电子显微镜(SEM)对该复合材料形貌进行表征,用循环伏安法和交流阻抗谱对该复合物电极的电化学性能... 本文报道了用二氧化钛纳米颗粒(TiO2NPs)/还原氧化石墨烯(RGO)的复合物修饰玻碳电极检测微量对硝基苯酚(4-NP)的电化学方法.本研究用扫描电子显微镜(SEM)对该复合材料形貌进行表征,用循环伏安法和交流阻抗谱对该复合物电极的电化学性能进行检测,表现出良好的电化学特性,采用差分脉冲伏安法对4-NP进行微量检测,结果令人满意,这主要得益于TiO2NPs/RGO复合物对4-NP有较高的催化活性,其电流峰值与浓度呈较高的线性关系,DPV的检测范围为10μmol·L-1~350μmol·L-1,检测限为0.13μmol·L-1.与其他报道的一些电化学传感器相比,该传感器检测范围大,检测限低,且工作稳定,成本低,分析简单快速,具有很好的应有前景. 展开更多
关键词 二氧化钛纳米颗粒 还原氧化石墨烯 对硝基苯酚 差分脉冲伏安法
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基于共振光隧穿效应的加速度传感器
10
作者 白刚 菅傲群 邹璐 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期43-47,共5页
为了设计新型的加速度传感器,将共振光隧穿结构应用于传感元件,利用COMSOL软件对传感器的频率响应、灵敏度性能等关键要素进行了模拟仿真分析,搭建了实验平台,验证了共振光隧穿原理。结果表明,基于共振光隧穿效应结构的加速传感器在100H... 为了设计新型的加速度传感器,将共振光隧穿结构应用于传感元件,利用COMSOL软件对传感器的频率响应、灵敏度性能等关键要素进行了模拟仿真分析,搭建了实验平台,验证了共振光隧穿原理。结果表明,基于共振光隧穿效应结构的加速传感器在100Hz~3000Hz范围内、加速度为500m/s2的情况下,灵敏度可达到6.7dB/g。该传感器小巧轻便、结构简单,且具有较高的灵敏度,这为光学传感器的研究提供了新的方法和思路,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 传感器技术 共振光隧穿效应 加速度传感器 灵敏度 谐响应
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偶极子镜面效应FDTD仿真研究与定量分析 被引量:1
11
作者 杨婷 张震 +2 位作者 贾华萍 菅傲群 桑胜波 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2022年第6期1061-1067,共7页
贵金属纳米颗粒的局域等离子体共振可以显著增强宽禁带半导体的可见光响应,但纳米颗粒小体积强散射特性存在吸收系数低的问题,严重限制了其光电转换效率。偶极子镜面效应通过相对简单的金属-介质-金属(metal-insulator-metal,MIM)结构... 贵金属纳米颗粒的局域等离子体共振可以显著增强宽禁带半导体的可见光响应,但纳米颗粒小体积强散射特性存在吸收系数低的问题,严重限制了其光电转换效率。偶极子镜面效应通过相对简单的金属-介质-金属(metal-insulator-metal,MIM)结构就可以实现宽频谱高效吸收,而了解其性能随关键参数调变规律对于器件设计制备具有重要指导作用。以AuNPs/TiO_(2)/Au三明治结构为基础,通过时域有限差分法(finite difference time domain,FDTD)仿真了AuNPs/TiO_(2)/Au的电/磁场强度和面积,得到不同结构参数下电磁场以及吸收效率的变化趋势。仿真结果表明,中间介质层可以有效调控结构的光吸收特性。当介质层厚度为60 nm时,MIM三明治结构会产生最强的等离子磁共振,且在宽频带(500~850 nm)实现最佳的可见光吸收效率(92%).该研究为进一步设计基于MIM三明治结构的高效等离子光催化剂和光电器件提供了理论指导。 展开更多
关键词 FDTD仿真 偶极子镜面效应 金属-介质-金属(MIM) 局域表面等离子体共振 AuNPs/TiO_(2)/Au
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Dendritic and spherical crystal reinforced metallic glass matrix composites
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作者 Jun-wei Qiao Yong Zhang +1 位作者 Hui-jun Yang Sheng-bo Sang 《International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials》 SCIE EI CAS CSCD 2013年第4期386-392,共7页
Zr-based bulk metallic glass matrix composites (BMGMCs) with a composition of Zr60.0Ti14.7Nb5.3Cu5.6Ni4.4- Be10.0 (at%) were fabricated by an innovative process, i.e., semisolid processing plus Bridgman solidifica... Zr-based bulk metallic glass matrix composites (BMGMCs) with a composition of Zr60.0Ti14.7Nb5.3Cu5.6Ni4.4- Be10.0 (at%) were fabricated by an innovative process, i.e., semisolid processing plus Bridgman solidification. Different morphologies, distributions, and volume fractions of the crystalline phases can be achieved by tailoring the withdrawal velocity. The largest fi-acture strain of Zr60.0Ti14.7Nb5.3Cu5.6Ni4.4Be10.0 (at%) composites with the withdrawal velocity of 1.0 mm/s was found to be 16.7%. The mechanism of plasticity improvement is mainly attributed to the interpenetrated structure of the crystalline phase, which greatly confines the rapid propagation of shear bands. 展开更多
关键词 metallic glass composite materials mechanical properties plastic deformation
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Recent progress in the preparation of AuNPs-P DMS composite membranes
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作者 马文哲 桑胜波 +3 位作者 张文栋 胡杰 李朋伟 李刚 《Journal of Measurement Science and Instrumentation》 CAS 2013年第2期199-204,共6页
Gold nanoparticles-dimethylsiloxane(AuNPs-PDMS) membrane is a novel composite material in biochemical technology an d micro-electro-mechanical system(MEMS) research.It is widely used in biomed ici ne,biochemical detec... Gold nanoparticles-dimethylsiloxane(AuNPs-PDMS) membrane is a novel composite material in biochemical technology an d micro-electro-mechanical system(MEMS) research.It is widely used in biomed ici ne,biochemical detection and en vironmental protection due to its biocompatibility,elasticity and electric char acteristics.In this paper,the characteristics of the composite membrane were d escribed,and four methods for fabricating AuNPs-PDMS composite membranes were reviewed in detail.Besides,the advantages and disadvantages of the four method s were summarized,and the present problems and future researches were proposed. 展开更多
关键词 gold nanoparticles (AuNPs) polydimethylsiloxane (PDMS) composite membrane
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Dynamic Compressive Deformation and Fracture of a Hollow Bulk Metallic Glass
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作者 Haiyan Ye Tao Zhang +4 位作者 Zhihua Wang Hefeng Zhou Shengbo Sang Huijun Yang Junwei Qiao 《Open Journal of Metal》 2013年第3期50-55,共6页
The dynamic mechanical behaviors of hollow Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10.0Be22.5 bulk metal glass (BMG) are investigated using a splitting Hopkinson pressure bar (SHPB) in this study. Upon dynamic compressive loading, the ho... The dynamic mechanical behaviors of hollow Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10.0Be22.5 bulk metal glass (BMG) are investigated using a splitting Hopkinson pressure bar (SHPB) in this study. Upon dynamic compressive loading, the hollow specimen exhibit lower strength and poor ductility, caused by the higher stress concentration for the hollow one through FEM modeling. The different strain-rate responses for the hollow specimen are compared and explained. On the fracture surface of the hollow samples, there are highly dense vein patterns, many liquid drops and fishbone-like patterns. 展开更多
关键词 BULK Metallic GLASSES Deformation and Fracture DYNAMIC COMPRESSIVE Loading
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An Efficiency Enhanced Graphene/n-Si Schottky Junction for Solar Cells
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作者 李刚 程宏伟 +2 位作者 郭丽芳 王开鹰 程再军 《Chinese Physics Letters》 SCIE CAS CSCD 2018年第7期58-61,共4页
A novel and facile oxidation-induced self-doping process of graphene-silicon Schottky junction by nitric acid(HNO3) vapor is reported. The HNO3 oxidation process makes graphene p-type self-doped, and leads to a high... A novel and facile oxidation-induced self-doping process of graphene-silicon Schottky junction by nitric acid(HNO3) vapor is reported. The HNO3 oxidation process makes graphene p-type self-doped, and leads to a higher built-in potential and conductivity to enhance charge transfer and to suppress charge carrier recombination at the graphene-silicon Schottky junction. After the HNO3 oxidation process, the open-circuit voltage is increased from the initial value of 0.36 V to the maximum value of 0.47 V, the short-circuit current is greatly increased from 0.80μA to 7.71μA, and the ideality factor is optimized from 4.4 to 1.0. The enhancement of the performance of graphene-Si solar cells may be due to oxidation-induced p-type self-doping of graphene-Si junctions. 展开更多
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基于MEMS超级电容器的高介电常数CaCu_3Ti_4O_(12)薄膜制备及电学特性 被引量:1
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作者 李刚 高雅 +4 位作者 赵清华 段倩倩 史健芳 王开鹰 孙伟 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期2252-2256,共5页
相对于电化学超级电容器,静电式电容器具有更高的功率密度和可靠性,但能量密度过低。本研究提出制备基于高介电常数薄膜CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)的高能量密度MEMS静电式超级电容器。首先,以硅片为基底,通过溶胶-凝胶法在不同烧结温度700... 相对于电化学超级电容器,静电式电容器具有更高的功率密度和可靠性,但能量密度过低。本研究提出制备基于高介电常数薄膜CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)的高能量密度MEMS静电式超级电容器。首先,以硅片为基底,通过溶胶-凝胶法在不同烧结温度700、800、900℃下制备CCTO薄膜,分别采用场发射扫描电镜(FE-SEM)和X射线衍射仪(XRD)对薄膜的形貌、组分和结晶状况进行表征,发现在800℃烧结温度下CCTO薄膜结晶状况最佳。然后,利用金属-绝缘层-半导体结构测试其电流-电压(I-V)和电容-电压(C-V)特性,计算得到薄膜的最大阈值电压和能量密度分别为47 V和3.2 J/cm^3。同时,首次对高介电常数介质膜中存在的介质充电现象进行了研究,并分析了介质充电对静电式超级电容器性能的影响。 展开更多
关键词 高介电常数薄膜 MEMS 静电式超级电容器 介质充电
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Mesenchymal stem cells loaded on 3D-printed gradient poly(e-caprolactone)/methacrylated alginate composite scaffolds for cartilage tissue engineering 被引量:7
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作者 Yanyan Cao Peng Cheng +6 位作者 Shengbo Sang Chuan Xiang Yang An Xiaochun Wei Zhizhong Shen Yixia Zhang Pengcui Li 《Regenerative Biomaterials》 SCIE 2021年第3期70-83,共14页
Cartilage has limited self-repair ability due to its avascular,alymphatic and aneural features.The combination of three-dimensional(3D)printing and tissue engineering provides an up-and-coming approach to address this... Cartilage has limited self-repair ability due to its avascular,alymphatic and aneural features.The combination of three-dimensional(3D)printing and tissue engineering provides an up-and-coming approach to address this issue.Here,we designed and fabricated a tri-layered(superficial layer(SL),middle layer(ML)and deep layer(DL))stratified scaffold,inspired by the architecture of collagen fibers in native cartilage tissue.The scaffold was composed of 3D printed depth-dependent gradient poly(e-caprolactone)(PCL)impregnated with methacrylated alginate(ALMA),and its morphological analysis and mechanical properties were tested.To prove the feasibility of the composite scaffolds for cartilage regeneration,the viability,proliferation,collagen deposition and chondrogenic differentiation of embedded rat bone marrow mesenchymal stem cells(BMSCs)in the scaffolds were assessed by Live/dead assay,CCK-8,DNA content,cell morphology,immunofluorescence and real-time reverse transcription polymerase chain reaction.BMSCs-loaded gradient PCL/ALMA scaffolds showed excellent cell survival,cell proliferation,cell morphology,collagen II deposition and hopeful chondrogenic differentiation compared with three individual-layer scaffolds.Hence,our study demonstrates the potential use of the gradient PCL/ALMA construct for enhanced cartilage tissue engineering. 展开更多
关键词 three-dimensional printing cartilage tissue engineering PCL methacrylated alginate bone marrow mesenchymal stem cells
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