石河子广播电视大学学报

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化工·材料·食品

一种P改性的Ag/SiO₂催化剂用于草酸二甲酯加氢制乙醇酸甲酯

张汉卿, 舒为寒, 龚江, 郑凤玲, 王浩, 张妮, 张传彩, 代斌

2024, 42(4): 397-403. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.22.022

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采用浸渍法分别制备了负载于不同载体的P改性Ag1P/TiO₂、Ag1P/ZrO₂、AgxP/SiO₂催化剂,并用于草酸二甲酯(DMO)加氢制乙醇酸甲酯(MG)的反应中。结果表明,相对于Ag1P/TiO₂、Ag1P/ZrO₂催化剂,AgxP/SiO₂比表面积较大,其中Ag1P/SiO₂显示出最大的比表面积及孔容,从而增大了Ag的分散度。P的适量掺杂有助于对H₂吸附量的调控,防止过度加氢,从而获得MG的高选择性,而过量的P会导致P⁵⁺物种的形成,对反应不利。优选后的最佳催化剂Ag1P/SiO₂在最优反应条件下DMO转化率达到94.27%,MG选择性达到92.22%,MG的收率为86.94%。

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化工·材料·食品

基于粘附功计算的不同微形貌表面抗冰差异

张泓筠, 张效凯, 杨永亮

2024, 42(4): 404-413. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.22.023

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超疏水表面的防水性与表面的微观结构直接相关,不同微观形貌将呈现不同的疏水性能,从而亦产生不同的防覆冰性。代表性的选择动植物叶片、翼片、金属与非金属等工程材料固体表面做结冰和覆冰粘附强度测试,结果表明表面材料、微观结构不同,疏水、覆冰粘附性能不一样。设计了几种不同表面微形貌模型仿真自然和人工疏水表面微结构,用高粗糙度维持复合润湿状态,以具有矩形微形貌的表面为例建立覆冰粘附功与表面固体份数的解析关系,并推及其它模型。据粘附功、固体份数和粗糙度计算,发现不同微形貌表面覆冰粘附功的差异,固体份数对粘附功的决定作用以及粗糙度对复合润湿态的维持。理论上提出了选择适合的微观形貌用于防冰的定性标准:高粗糙度,低固体份数,低粘附功。按粘附功从小到大顺序确定适合于防冰、除冰微形貌;从固体份数和粗糙度的大小关系予以证实。

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机械·电气工程

履带式风送喷粉机关键部件设计与试验

付梦, 王勇, 张慧明, 张斌, 宋坚利, 付威

2024, 42(4): 414-421. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.21.011

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针对传统的天然橡胶植保存在的作业效率低、施药效果较差、农药利用率低等问题,研制了一种可实现变量施药的高扬程履带式风送喷粉机。通过理论分析各关键部件在喷施药粉过程中的作业机理,开展了喷粉机整机关键部件设计与选型;根据白粉病防治标准和橡胶树个体信息,设计了变量施药控制系统;胶园试验表明,在不同施药量和橡胶树的个体信息存在明显差异的情况下,目标橡胶树冠层的药粉有效利用率分别为46.93%、42.2%和39.72%,目标橡胶树冠层单位面积沉积量变异系数分别为18.77%、24.89%、12.51%,说明橡胶树叶片上、中、下层单位面积沉积量差异不明显,单位面积上药粉沉积较为均匀,施药效果较好。研究结果为天然橡胶树机械化植保作业提供了技术支持。

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机械·电气工程

果园厩肥深施机土肥混合覆土装置设计与试验

戚江涛, 牛扬, 张纪元, 彭慧杰, 李明睿, 蒙贺伟

2024, 42(4): 422-430. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.21.006

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针对果园厩肥传统深施方式存在肥料过于集中、利用率低等问题,本文设计了一种土肥碰撞混合覆土装置,主要由开沟机构、导流机构、排肥机构等组成;进行了螺旋搅龙输肥机构内厩肥颗粒的运动学分析以及切削抛送过程、导流分层过程土壤颗粒运动学分析,确定了关键参数范围,并以刀盘转速、搅龙转速和分土板偏角为因素、以土肥混合均匀度为评价指标进行台架试验,结果表明刀盘转速、搅龙转速和分土板偏角分别为152 r·min^-1、138 r·min^-1和29°时土肥混合均匀度为86.39%;对最优参数组合进行试验验证,结果显示混合均匀度为88.02%,与理论结果的相对误差为1.89%,表明该装置混合性能较好,可满足土肥混合作业要求。该研究结果可为土肥混合机械设计提供技术依据。

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畜牧·兽医

鸡胚胎期肌内脂肪形成lncRNA相关ceRNA网络构建

孙楠桢, 汪家骏, 陈若楠, 孙杰

2024, 42(4): 431-437. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.22.019

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目的筛选鸡胚胎期肌肉差异表达长链非编码RNA(lncRNA)、微小RNA(miRNA)及mRNA,通过构建lncRNA-miRNA-mRNA竞争性调控网络,挖掘肌内脂肪形成的重要候选基因。方法分别采集玫瑰冠鸡、科宝鸡胚胎期的肌肉组织进行转录组测序,利用生物信息学方法筛选差异表达lncRNA、miRNA和mRNA,对差异表达基因GO富集及KEGG信号转导途径分析,同时预测lncRNA-miRNA、miRNA-mRNA之间的靶标关系,结合基因表达分析,构建可能与肌内脂肪形成相关的lncRNA-miRNA-mRNA竞争性调控网络,利用qRT-PCR验证测序数据的准确性。结果玫瑰冠鸡、科宝鸡的胸肌、腿肌间共差异表达的lncRNA、miRNA和mRNA分别是5个、225个和146个,GO和KEGG结果表明靶基因均富集在脂代谢或脂生成相关信号通路上,构建由4个lncRNA、6个miRNA和6个mRNA组成16个节点的ceRNA调控网络。结论成功构建鸡肌内脂肪形成相关ceRNA调控网络,为进一步探究肌内脂肪形成的相关分子调控机制提供参考依据,对今后优质肉鸡的选育奠定基础。

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畜牧·兽医

一株牛源溶酪巨型球菌致病性及全基因组特征分析

薛嘉熹, 范文雨, 曹鑫艳, 高之煜, 顾兰英, 张秦川, 李世义, 盛金良, 孙延鸣, 张彦兵

2024, 42(4): 438-448. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.22.020

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目的本研究旨在研究1株牛源溶酪巨型球菌(Macrococcus caseolyticus,M. caseolyticus)的致病性和全基因组特征,挖掘该菌株的毒力和耐药相关基因。方法在新疆石河子市某牛场中采集1例病死牛肺脏,从牛肺脏灌洗液中分离鉴定了1株牛源溶酪巨型球菌,在此基础上进行了药敏试验、动物感染试验;并通过Illumina的二代测序技术对该菌株进行全基因组框架图构建,构建多个管家基因同源进化树,对编码基因、重复序列、非编码RNA等进行预测,并在GO、KEGG、COG、NR和CAZy数据库对基因组的基本功能特征进行注释,结合NR数据库的注释和PHI、CARD数据库注释,明确其基因组中毒力因子、耐药性等相关基因。结果从牛肺中成功分离到一株M. caseolyticus,通过感染兔子试验证实该菌株具有较强的致病性,病理切片结果显示兔子肺泡数量减少,大量炎性细胞渗出,肺泡囊增大,肺泡囊中充满渗出物,红细胞渗出,细支气管管壁塌陷。该菌经平均核苷酸相似度分类和系统发育树确定为溶酪巨型球菌,全基因组大小为2 209 314 bp,CG%含量为37.22%,平均长度为855 bp,编码2 304个基因;其中tRNA有58个、rRNA有8个、sRNA有1个;含有3条CRISPRs序列。在GO数据库中有1 028个基因得到注释,分别注释到分子功能、细胞组分和生物过程3大类;在KEGG数据库中共有1 420个编码基因得到注释;在COG数据库中,共注释有23种功能的1 961个基因;同时,在全基因组测序结果中发现51个毒力因子和对氨基糖苷类、β-内酰胺类和多肽类等抗生素的多种耐药基因,药物敏感性试验中菌株对测试的12类抗生素仅对磺胺类(复方新诺明)、林可霉素类(林可霉素)、青霉素类(氨苄西林)耐药。结论本研究从病死牛肺脏中分离得到1株牛源溶酪巨型球菌并命名为SHZXbov7,该菌具有较强的致病性,含有多种毒力因子和耐药基因,菌株SHZXbov7的基因组测序和注释将丰富溶酪巨型球菌的基因数据库,为溶酪巨型球菌相关疾病的防控提供参考。

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水利·建筑工程

基于改进可拓云模型的装配式建筑施工安全风险评价方法

于治成, 陆红梅, 吴松, 从明智

2024, 42(4): 449-456. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.21.002

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为保障装配式建筑施工安全,考虑到施工安全指标因素的模糊性与随机性,运用组合赋权-改进可拓云模型对施工安全风险进行评价。首先,从“三度空间”视角下,在物理、社会、信息三个层面构建了评价指标体系;其次,运用改进的层次分析法(AHP)和熵权法(EW)确定主客观权重,基于距离函数确定综合权重,根据云理论和可拓学理论提出一种云熵确定方法,对传统可拓云模型进行改进后构建评价模型;最后,将该模型运用到工程实例中,与其他模型进行对比。结果表明:该施工项目评价等级为很安全,且具有很高的可信度;验证了该模型的可靠性和可行性,为装配式建筑施工安全风险评价提供了一种更加科学、准确的评价方法。

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水利·建筑工程

底部双排配筋单孔空心预制梁力学性能试验研究

马少春, 何星佑, 鲍鹏, 闫超

2024, 42(4): 457-463. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.21.004

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为了研究新型装配式单孔空心预制梁的抗弯承载力和变形性能,并提高其工作性能。试验共设计并制作了3根单孔空心预制梁和1根实心预制梁,通过试验和理论计算相结合的分析手段,重点研究单孔空心预制梁和实心预制梁的破坏机理、裂缝发展、荷载-挠度曲线、变形性能及抗弯承载力等。结果表明:单孔空心预制梁与普通实心预制梁的破坏特征相似,且其裂缝分布较均匀、间距小,延性好;在相同荷载作用下,单孔空心预制梁挠度大于实心预制梁,其整体受力变形性能相对优越。提出了截面有效面积等效法和混凝土轴心抗压强度等效法2种计算方法,通过对比分析发现,混凝土轴心抗压强度等效法计算值误差仅为0.82%,满足工程要求,而且单孔空心预制梁与实心梁相比还可节约材料8.72%。因此,单孔空心预制梁具有良好的应用前景。

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医学·药学

低强度超声和不同辐照时间组合激励微泡空化对裸鼠肾癌移植瘤血流灌注的影响

王娟, 罗婷婷, 姚雷, 马玉林, 张帆, 王文刚, 王岳恒, 剧红娟

2024, 42(4): 464-470. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.22.027

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目的探讨不同辐照时长下低强度超声激励微泡空化对裸鼠肾癌移植瘤血流灌注的影响。方法选用雄性BALB/c裸鼠30只,于腋下建立786-O人肾透明细胞癌肿瘤模型,根据空化治疗时间(T)随机分为3组,分别为A 组(T=20 min)、B 组(T=10 min)、C 组(T=5 min),每组10只。于治疗前和治疗后即刻、4 h、6 h分别进行造影检查(CEUS)及微血流显像(MFI);组织学染色检测空化治疗结束后肿瘤微血管状态。结果与治疗前相比,A组治疗后即刻肿瘤内血流灌注增加,PI、AUC 的值分别增长7.4%(P<0.05)、10.6%(P<0.05);治疗后4 h、6 h肿瘤血流灌注比治疗后即刻显著降低(均 P<0.05)。B组结果显示,与治疗前相比,治疗后即刻、治疗后4 h与治疗后6 h的PI数值分别增长了8.1%、15.1%和3.1%,且相应的AUC数值增长率为18.7%、31.2%和9.3%。方差分析结果显示各组PI、AUC值存在显著差异(均P<0.01),且组间两两比较 PI、AUC 差异均有统计学意义(均P<0.01);C组结果显示,治疗后即刻、治疗后4 h、6 h肿瘤内血流灌注与治疗前比较均降低。肿瘤内血流灌注PI、AUC 值均显著减小,与治疗前相比差异有统计学意义(均P<0.05)。MFI显像各组视觉评分差异分析结果与造影分析结论一致。病理图显示:B组可见较明显的血管扩张,而C组可见管腔受压变窄、出血,微血管密度减低(P<0.01)。结论低强度超声激励微泡空化治疗时间影响肿瘤血流灌注,在本研究中治疗时间为10 min时产生的血流增强效应最优。

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医学·药学

石河子市城区老年人能力评估及影响因素分析

王孜凡, 李萍, 王静

2024, 42(4): 471-477. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.22.017

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目的了解石河子市城区老年人能力现状及其影响因素,为社区进一步开展有针对性的居家养老服务提供参考依据。方法于2023年3月—5月,采用分层随机抽样的方法选取石河子市6个社区内638名老年人作为研究对象,采用一般资料调查表、老年人能力评估表、阿森斯失眠量表进行问卷调查,采用单因素分析、有序多分类Logistic回归分析探讨老年人能力的影响因素。结果城区老年人中,能力完好177人(27.7%),轻度失能398人(62.4%),中度失能36人(5.6%),重度失能15人(2.4%),完全失能12人(1.9%)。有序多分类Logistic回归分析结果显示,年龄、文化程度、患慢性病数量、关节活动度、残疾情况、是否经常体育锻炼、睡眠质量是老年人能力的影响因素(P<0.05)。结论城区老年人失能率为72.3%,高龄、文化程度低、患4种及以上慢性病、关节活动度有影响、残疾、不经常体育锻炼、存在睡眠障碍是老年人能力的危险因素。社区亟需重视老年人失能情况,采取积极有效干预措施,并根据老年人能力情况提供相应服务,提高其生活质量。

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医学·药学

经鼻咽喷射局麻药表麻联合深度镇静在气管镜检查中的应用

姚毅真, 唐俊, 胡国强, 周婷, 徐泽波

2024, 42(4): 478-483. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.22.021

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目的探讨经鼻咽通气道气管内表麻联合深度镇静麻醉方法在气管镜检查中的效果、安全性和可行性。方法选择需行支气管镜检查的患者60例。采用随机数字表法将患者分为2组(n=30):环甲膜局部麻醉组(C组)和鼻咽通气道局部麻醉组(E 组)。C组患者在患者入室后经环甲膜穿刺气管内表麻,并常规鼻吸氧疗;E组患者在入室后吸气期经鼻咽通气道喷射诱导咳嗽气管内表麻,并经鼻咽通气道吸氧疗。2组均静脉注射丙泊酚和瑞芬太尼,达到镇静深度(Ramsay>4分)时手术医师置入纤支镜。观察的主要结局是2组患者术中低氧血症发生率;次要结局为入室(T0)、环甲膜穿刺后及鼻咽通气道置入后(T1 )、至声门(T2 )、至隆突(T3 )、清醒时(T4)等时间点的平均动脉压、心率、托下颌、退镜、术中利多卡因总量、手术时间、恢复时间、医生和患者满意度、丙泊酚、瑞芬太尼的用量、咳嗽评分以及其他术中并发症包括术后咽痛、恶心、呕吐和鼻出血的发生率。结果主要结局:与C组比较,E组术中发生低氧血症发生率明显降低(P<0.05)。次要结局:2组利多卡因总量无统计学差异(P>0.05);与C组比较,E组托下颌例数、退镜例数明显减少(P<0.05);与C组比较,E组手术时间明显缩短、医患满意度明显增高、瑞芬太尼用量明显减少(P<0.05);两组恢复时间、丙泊酚用量、咳嗽评分及术后并发症差异均无统计学意义(P>0.05)。结论经鼻咽通气道通气联合喷射局麻药诱导咳嗽的局部麻醉方式,可以防止术中发生低氧血症发生率,缩短手术时间,提高手术医师和患者的满意度。

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计算机技术·信息工程

基于深度学习的桥梁设计图纸中钢筋数量信息归集方法

胡梦男, 程志友, 安宁, 汪传建, 朱均安, 殷亮, 王倩

2024, 42(4): 484-494. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.23.018

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桥梁设计图纸中含有重要的钢筋数量信息,施工过程中需要利用钢筋数量信息进行钢筋的分配工作,同时这些信息可以在新项目设计时提供设计经验,然而这些钢筋数量信息通常以表格形式保存在纸质图纸中,对查阅和参照造成了不便。基于此,提出了一种从桥梁设计图纸中归集钢筋数量的方法,首先在YOLOv7的骨干网络中,融入卷积注意力模块(CBAM)注意力机制获取更多细节特征,在头部结构中引入多分支卷积RFB模块,提升模型对小目标的特征表达能力,基于改进后的YOLOv7对桥梁设计图纸的表格和图签栏进行目标检测;其次利用PP-StructureV2的表格识别功能对图纸中的表格和图签栏进行表格识别,经过汇总验证,最终生成包含所有钢筋数量信息的Excel文档,实现桥梁设计图纸中钢筋数量信息的归集。利用安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司提供的桥梁设计图纸进行实验研究,实验结果表明,改进的YOLOv7算法的F1 Score可达到98.35%,和原始YOLOv7算法相比,提升了0.86%,可满足从桥梁设计图纸中检测表格以及图签栏的要求。

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计算机技术·信息工程

基于集成学习和双并行自适应机制的击键动力学认证方法

崔立军, 于宝华, 荣江

2024, 42(4): 495-504. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.23.025

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身份认证是指在计算机系统中确认操作者身份的过程,击键动力学作为一种成本低廉、难以模仿的身份认证方式得到许多学者的广泛关注。然而,现有的方法往往存在误判率和漏判率偏高、泛化能力差等弊端。针对以上问题,本文提出一种将集成学习和自适应更新机制结合的方式,在提高模型分类性能的同时适应新数据中的特征变化。通过使用公开的CMU数据集和通用的评估指标(EER)将本文的方法与其他先进的技术进行比较,实验表明本文所提出的二次集成学习方法性能优异,使用双并行自适应更新机制后表现出可靠的泛化能力,在CMU数据集上得到了3.22%的EER,模型性能优于相同实验条件下的同类研究。

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计算机技术·信息工程

基于CHEBWO的多目标棉田图像增强算法

王封疆, 王梦飞, 周杰

2024, 42(4): 505-513. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.23.021

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为了增强棉田图像的垄线特征、纹理清晰度以及棉田与垄线之间的对比度,以提高农机视觉导航图像的分割准确率与泛化能力,本文提出了一种多目标图像增强算法——混沌混合精英白鲸优化算法(Chaotic hybrid elite beluga whale optimization, CHEBWO)。该算法在AMSRCR算法和直方图均衡化的基础上设计了新的图像加权融合模型,并针对图像评价,设计了一种新的多目标加权评价函数。实验结果表明,与基于Retinex图像增强算法(如SSR、MSR、MSRCR、MSRCP)以及基于直方图均衡化增强算法(如HE、AHE、CLAHE)进行对比,CHEBWO算法在PSNR、AG、SD、IE、SSIM等指标上平均提高了6.18、42.38、40.41、0.89和0.22。因此,本文提出的棉田图像增强算法在增强棉田图像对比度、清晰度以及保持垄线纹理方面具有显著优势,有助于提高语义分割模型的性能和准确性。

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数学·物理

具有Holling-II型功能反应的捕食者自食模型的动力学分析

刘飞燕, 刘俊利

2024, 42(4): 514-519. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.23.016

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为了研究种群自食对于捕食者-食饵系统的影响,在捕食者种群中加入了自食,建立了功能反应函数为Holling-II型的捕食者-食饵模型。证明了模型的非负有界性,给出了平衡点存在的充分条件。运用线性化方法和构造Dulac函数,讨论了平衡点的局部及全局渐近稳定性。结果表明:当食饵种群的半饱和系数大于或等于环境容纳量时,模型存在唯一的全局渐近稳定的正平衡点,反之,模型可能会存在多个正平衡点。数值模拟表明,自食是一种救生艇机制,使得在没有食饵的情况下,捕食者种群能够存活。

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数学·物理

Ag掺杂TiO₂阻变特性的理论研究

张燕, 申世英, 颜安, 栾加航

2024, 42(4): 520-528. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.23.028

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阻变随机存储器(RRAM)是一种非易失性存储器。相比于传统的存储器,阻变随机存储器的读写速度和存储性能都实现了重大突破,是公认的新一代主流存储器。但是以TiO₂等金属氧化物为衬底的阻变随机存储器还存在阻变机制不清楚的问题。采用基于密度泛函理论的第一性原理,研究了Ag掺杂TiO₂的阻变特性,研究表明 [001]、[110]、[011]、[111]四个方向的形成能和表面能均为负,最容易沉积形成表面。[011]、[111]方向最高势能面最大,电荷容易集聚,临界势能面同样最大,容易形成导电细丝。同时[011]、[111]方向的扩散势垒最小,容易形成导电通道。[011]和[111]方向的禁带宽度明显小于[001]和[110]方向,且存在明显的轨道杂化,容易在特定方向形成导电细丝。[011][111]两个方向上的电子和空穴有效质量约为[001][110]两个方向的2/3,而迁移率约为[001][110]方向的1.5~2倍,因此在外电场作用下更容易形成导电细丝。[011]和[111]方向电导率增长迅速,是实现阻变特性的理想方向。本文的研究结果可为改善以TiO₂为衬底的阻变随机存储器的性能提供理论指导。

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