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項(xiàng)目簡介 本成果是一種磁助除藻裝置,屬于污水處理除藻技術(shù)領(lǐng)域。通過外加磁場的作用,加 速絮體沉降,達(dá)到高效除藻的目的。污水經(jīng)過管道混合器，在管道混合器內(nèi)和磁種及絮凝 劑進(jìn)行混合后，到達(dá)處理區(qū)，先在攪拌器的作用下混合、反應(yīng)，然后在外加電磁場的作 用下迅速沉降，達(dá)到除藻目的。本成果結(jié)構(gòu)簡單、建造成本低、處理量大，除磷效果好， 能夠有效遏制藍(lán)藻的重復(fù)爆發(fā)。 性能指標(biāo) （1）能耗低，由于整個系統(tǒng)簡單所配備的攪拌機(jī)功率很低，運(yùn)行費(fèi)用

產(chǎn)品詳細(xì)介紹

產(chǎn)品詳細(xì)介紹磁光效應(yīng)系統(tǒng)是研究磁性薄膜、磁性微結(jié)構(gòu)以及樣品磁化強(qiáng)度和樣品各向異性最理想的測量工具。是一種基于磁光效應(yīng)原理設(shè)計的超高靈敏度磁強(qiáng)計.具有測量精度高、測量時間短等優(yōu)點(diǎn)。可以產(chǎn)生平滑、穩(wěn)定的受控磁場，并且磁場平滑過零。可以逐點(diǎn)測量也可以掃描測量，方便易懂的測量軟件以及友好的交互界面為測量提供了有力保障。本套磁光效應(yīng)系統(tǒng)是廣大科研工作者的有利工具.磁光克爾系統(tǒng)功能和特點(diǎn)：測量靈敏度高，準(zhǔn)確度高。非接觸式測量，是一種無損測量。可以測量同一樣品厚度不等的楔形磁性薄膜。可以將樣品放到真空中原位測量。可以測量同一樣品不同部位的磁化情況。

程1：-30mT～30mT，分辨率：0.02mT；量程2：-10mT～10mT，分辨率：0.01mT；撥鈕選擇，系統(tǒng)自動識別量程；可以測量磁體周圍以及通電閉合線圈周圍的磁場大小和方向。

現(xiàn)階段所設(shè)計的存算一體器件單元結(jié)構(gòu)如圖 1 所示： 器件的基本結(jié)構(gòu)由波導(dǎo)和功能層（由下到上分為加熱層、電極層、保護(hù)層、相變材料（硫系化合物）層）所構(gòu)成。擬通過在當(dāng)前流行的絕緣層上硅(SOI)光子平臺上集成四氮化三硅光波導(dǎo)的方式實(shí)現(xiàn)器件的光學(xué)讀取功能，即在非常厚的硅襯底層上生長一層絕緣層二氧化硅和波導(dǎo)層，然后在基片上通過光刻、顯影、刻蝕等工藝制備四氮化三硅波導(dǎo)。功能層主要用于實(shí)現(xiàn)器件的電學(xué)寫入功能。加熱器層的主要用途是與相變材料層形成電接觸，通過較小的接觸面積使接觸處的熱量集中，從而可以在較小的電壓或電流下使相變材料發(fā)生相變。因此需要加熱器層具備較好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能，同時在近 C 波段具有較低的光損耗，可采用石墨烯。電極層可用于提供相變材料器件單元所需要的編程電脈沖。當(dāng)前擬采用硒摻雜的相變材料合金（如 GSST）作為器件的核心功能層的相變材料。該材料在通信/非通信波段顯示了極低的光損耗和更高的品質(zhì)因數(shù)，且相變前后在通信 C 波段具有足夠大的光學(xué)常數(shù)反差，可在更惡劣的高溫環(huán)境下進(jìn)行操作，適用于硅基光子器件應(yīng)用。 采用的主要技術(shù)手段包括： ① 依托于相變材料的電致和光致相變特性，通過電學(xué)編程、光學(xué)讀取的方法實(shí)現(xiàn)器件的存儲、算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算功能：  存儲功能的實(shí)現(xiàn)：擬利用相變材料晶態(tài)低透過率和非晶態(tài)高透過率分別代表二進(jìn)制中的‘1’和‘0’，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲（編程）功能。例如在電極兩端施加合適的電脈沖，所產(chǎn)生電流流經(jīng)加熱層時，生成的熱量主要集中在加熱層和相變材料層接觸處，使得接觸處的相變材料發(fā)生相變，實(shí)現(xiàn)存儲功能。在完成上述編程操作后，從器件波導(dǎo)輸入端輸入讀取連續(xù)光。由于相變材料功能層對光強(qiáng)的吸收能力在編程和非編程區(qū)域間存在著顯著的差異，因此當(dāng)輸入光經(jīng)過波導(dǎo)后，其能量會因?yàn)橄嘧儾牧暇幊虆^(qū)域的吸收而發(fā)生改變，進(jìn)而顯著改變輸出光強(qiáng)能量。所以通過測量輸入輸出光強(qiáng)的能量之比（即透過率），可實(shí)現(xiàn)對先前編程區(qū)域的讀取。  算術(shù)和邏輯功能的實(shí)現(xiàn)：通過調(diào)整編程電脈沖的幅度和寬度可以動態(tài)調(diào)控相變材料的相變程度，使得器件的中間透過率值可用于代表不同的數(shù)值，實(shí)現(xiàn)多級存儲功能。所以擬采用輸入脈沖數(shù)量對應(yīng)加數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)標(biāo)量加法計算。同時由于所設(shè)計器件的讀取連續(xù)光輸出功率可視為讀取連續(xù)光輸入功率和器件透過率的乘積，因此可采用將輸入功率和透過率作為被乘數(shù)和乘數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)基本乘法運(yùn)算。除此之外還可以將器件功能層的初始狀態(tài)設(shè)置為非晶相，把晶化脈沖幅值和不足以產(chǎn)生晶化的脈沖幅值分別作為輸入邏輯‘1’和‘0’；同時設(shè)定一個判定閾值并與編程后器件透過率的變化率進(jìn)行對比，把高于和低于閾值的透過率變化率分別作為輸出邏輯 ‘1’和‘0’；通過合理選擇編程脈沖有望實(shí)現(xiàn)各種邏輯功能輸出。 ② 基于器件透射率可調(diào)特性驗(yàn)證其實(shí)現(xiàn)神經(jīng)突觸的可行性。并依托所設(shè)計人工突觸構(gòu)建人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片，實(shí)現(xiàn)圖像、語音和文本識別功能：  突觸可塑性是大腦記憶和學(xué)習(xí)的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)，也是人工類腦器件需要實(shí)現(xiàn)的首要功能。為實(shí)現(xiàn)突觸可塑性，擬把相變材料和波導(dǎo)之間的耦合區(qū)域視為仿生神經(jīng)突觸，左右兩端電極分別代表突觸前和突觸后，分別施加在兩端電極上的電脈沖則作為突觸前和突觸后刺激。通過調(diào)節(jié)從左右兩端電極輸入耦合區(qū)域的電脈沖時間差對耦合區(qū)域的光透過率進(jìn)行連續(xù)調(diào)控，進(jìn)而依托于上述存算理論模型和實(shí)物器件仿真和實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)仿生神經(jīng)突觸的脈沖時序依賴可塑性（Spike-Timing-Dependent-Plasticity, STDP)。  將不同波長的光脈沖序列輸入所設(shè)計的突觸單元, 經(jīng)過相變材料的作用，脈沖強(qiáng)度發(fā)生變化，對應(yīng)于乘法器。進(jìn)而借助于微環(huán)結(jié)構(gòu)，將不同波長的脈沖導(dǎo)入進(jìn)同一波導(dǎo)中，該功能類似加法器。相加后的脈沖光強(qiáng)較小時，讀取光與微環(huán)發(fā)生共振，在輸出端口沒有光強(qiáng)輸出。當(dāng)光強(qiáng)達(dá)到一定的閾值后，讀取信號不再和微環(huán)發(fā)生共振，而是傳播到輸出端口。這一過程類似神經(jīng)元脈沖信號的激發(fā)，實(shí)現(xiàn)了非線性激活函數(shù)的功能。利用上述的單個神經(jīng)元結(jié)構(gòu)，驗(yàn)證其監(jiān)督式機(jī)器學(xué)習(xí)和非監(jiān)督式機(jī)器學(xué)習(xí)。對于監(jiān)督式機(jī)器學(xué)習(xí)，權(quán)重的數(shù)值通過外部管理器設(shè)置；對于非監(jiān)督式機(jī)器學(xué)習(xí)，不再需要外部管理器來設(shè)置權(quán)重值，而是通過輸出光脈沖進(jìn)行反饋控制，調(diào)整權(quán)重值。在單個神經(jīng)元結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，更復(fù)雜的光學(xué)脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，證明該結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)展性。擬設(shè)計的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的每一層結(jié)構(gòu)包括三個功能單元，即收集器、分發(fā)器和神經(jīng)突觸結(jié)構(gòu)。收集器將上一層不同波長的光脈沖信號收集到同一根波導(dǎo)中，分發(fā)器將光脈沖分發(fā)給多個神經(jīng)元，神經(jīng)突觸結(jié)構(gòu)則產(chǎn)生光脈沖信號，輸入給下一層結(jié)構(gòu)。基于上述結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)圖片、語音和文本的識別。 創(chuàng)新性分析：①首次研究了一款基于“電學(xué)編程、光學(xué)讀取”模式的光電混合存算一體化器件。與傳統(tǒng)電學(xué)存算一體化器件相比,擬研發(fā)的器件可以進(jìn)行長距離的信息傳輸，具有傳輸帶寬高、信號間延遲低、損耗低、抗干擾、集成密度高等優(yōu)點(diǎn)。②采用硒(Se)摻雜的相變材料作為存算一體化器件的核心功能材料。與采用其他相變材料的存算一體器件相比，以硒參雜的相變材料作為功能材料的存算一體器件有望展現(xiàn)出極低的光損耗。③提出了一種基于“電學(xué)脈沖刺激、光學(xué)權(quán)重調(diào)節(jié)”的人工神經(jīng)突觸。該突觸器件有望成為未來通用型人工神經(jīng)突觸，填補(bǔ)了光電混合型人工突觸的技術(shù)空白。 先進(jìn)性分析：①所提出的光電混合工作模式使得該存算一體化器件不但具有傳統(tǒng)集成電路的高密度特性，且兼具光通信技術(shù)的寬頻帶、低延遲、抗干擾的優(yōu)越性能。②所采用硒參雜的相變材料不但繼承了傳統(tǒng)材料具有的快速相變轉(zhuǎn)化速度、低功耗和穩(wěn)定性強(qiáng)等特性，且本身在通信波段非晶態(tài)透明的同時還保持了相變前后足夠大的光學(xué)性能差異的特點(diǎn)。③所設(shè)計的突觸繼承了人工電子突觸和全光突觸的優(yōu)點(diǎn)，具有高集成度、低功耗、超快響應(yīng)時間、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 獨(dú)占性分析：根據(jù)已取得成果正在撰寫專利，以獲得該關(guān)鍵技術(shù)的獨(dú)有權(quán)。 

利用磁場外推發(fā)現(xiàn)90%的事件在耀斑發(fā)生前存在磁繩結(jié)構(gòu)，并且磁繩的三維結(jié)構(gòu)比理論模型復(fù)雜得多。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)磁繩的torus不穩(wěn)定性參數(shù)（即衰減因子）大于1.3或者kink不穩(wěn)定性參數(shù)（即磁力線纏繞度）大于2時，90%以上的事件是爆發(fā)型耀斑；而且在所有事件中，利用以上兩個參數(shù)可以成功判斷70%耀斑事件的類型。因此，這兩個參數(shù)及其閾值可以為預(yù)報耀斑是否爆發(fā)提供重要參考。?  大氣科學(xué)學(xué)院周振軍副研究員及合作者通過分析2010年7月至2013年2月的16個失敗太陽暗條爆發(fā)的磁場和三維爆發(fā)形態(tài)，給出了控制磁繩爆發(fā)的關(guān)鍵參量，除了經(jīng)典的衰減因子以外，暗條頂部的旋轉(zhuǎn)也是其中的一個重要影響因素。通過構(gòu)建衰減因子和旋轉(zhuǎn)角度的相空間分布，他們發(fā)現(xiàn)達(dá)到或超過衰減因子之后，所有的爆發(fā)都具有強(qiáng)的旋轉(zhuǎn)（50°到130°）。這種旋轉(zhuǎn)可能引發(fā)內(nèi)部或者外部的磁場重聯(lián)，進(jìn)而破壞磁繩的結(jié)構(gòu)，并最終導(dǎo)致失敗爆發(fā)。這一成果說明磁場重聯(lián)在決定磁繩是否爆發(fā)中起到了重要作用，突破了原有的單一控制因素決定磁繩爆發(fā)的理論。