铁磁条对石墨烯中谷依赖电子输运性质的影响

本文建立了铁磁条和硬势垒共同调制下的石墨烯纳米结构模型，计算了铁磁条产生的磁场的大小和铁磁条的宽度对石墨烯中谷依赖的电子输运性质的影响，重点研究了该石墨烯纳米结构中电子的电导和谷极化特征. 数值计算结果表明，该纳米结构中可实现显著的谷极化效应，且磁场的大小和铁磁条的宽度均会对其中的电子电导和谷极化产生较大的影响. 因此，我们可以通过控制铁磁条的宽度和其产生的磁场的大小来获得实际需要的谷极化强度. 这项研究有助于理解和设计谷电子学设备.     

交流磁化率谷效应的机制

长期以来 ,人们已经对低温和高温超导体中临界电流密度 (Ｊｃ)的峰效应作了大量研究 .直接观察峰效应的方法是用输运或磁化强度测量来确定Ｊｃ 随温度或磁场的变化 .此外 ,其他方法也常用来研究峰效应 .例如 ,测量复交流磁化率 -温度关系的曲线的谷效应等等 .然而 ,交流磁化率的谷效应是否对应于临界电流密度的峰效应呢 ?这个问题不清楚 .这是我们进行数值模拟的目的之一 .通常交流磁化率的谷效应或临界电流的峰效应被认为是由体钉扎而不是由表面位垒引起的 .不久前在Ｂｉ2 Ｓｒ2 ＣａＣｕ2 Ｏ8(ＢＳＣＣＯ)单晶上观测到交流磁化率的谷效应[…     

纵向极化与磁化的压电/磁伸材料磁电效应理论及实验

将磁致伸缩材料及压电材料的本构方程与运动方程相结合, 考虑到压电材料具有高输出阻抗特点及测试仪器的有限输入阻抗和传输信号引线电容对磁电效应输出电压的影响, 给出了纵向极化压电材料与纵向磁化的Terfenol-D 巨磁伸材料形成的磁电元件的磁电效应理论. 研制了由六根一维磁伸材料构成的磁电元件并对其磁电效应性能进行了测试. 与前人的理论结果比较可见考虑测试系统有限输入阻抗及电缆电容后建立的磁电效应理论与实验结果更吻合.传输信号的电缆电容及测试仪器输入阻抗对检测结果产生很大的影响,它可用于解释实际中检测到的电压远小于开路电压理论结果的原因.开路下纵向极化磁电元件磁灵敏度的理论值达6 V/Oe(1 Oe=79.6 A/m),而仪器实际检测到的磁灵敏度(电压转换系数)仅为数百毫伏每奥.     

庞磁电阻材料Sr2FeMoO6的性能及其穆斯堡尔谱研究

应用传统的陶瓷制备方法，制备了烧结温度分别为1200℃和1250℃的双钙钛矿结构率磁电阻（GMR）材料Sr2FeMoO6样品，通过X射线衍射、室温磁阻和穆斯堡尔谱研究，发现较低温度烧结的样品晶粒相对较小而磁阻较大，从而暗示晶界上的自旋极化电子对磁电阻效应有明显贡献。同时，通过观察不同温度下的穆斯堡尔谱，看到了晶界上Fe离子磁状态的改革，这从另一角度证实晶界上的载流子散射是室温下电阻产生的主要原因，而晶粒之间自施极化电子的跳运受到外加磁场的影响，产生 磁电阻效应。     

HMX分子构象转变机理的理论研究

本工作采用密度泛函理论(DFT)方法研究了5种环四亚甲基四硝胺(HMX)稳定分子构象的转变机理,在B3LYP/cc-pVDZ水平下优化了两种转变路径(Ⅰ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅴ和Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅴ)势能面上各驻点(稳定构象、过渡态)的几何构型,采用极化连续介质模型(PCM)探究了两条转变路径的溶剂化效应.结果表明,第一步转变(Ⅰ→Ⅲ和Ⅱ→Ⅲ)在气相和溶剂中均是决速步骤,溶剂效应使Ⅰ→Ⅴ的转变能垒升高,Ⅱ→Ⅴ的转变能垒有所降低.     

应力作用下石墨烯在磁场中的隧穿特性

研究了在垂直作用磁场驱动下的应变石墨烯单层的隧穿性质,通过转移矩阵给出了穿过一个磁势垒的透射率。研究发现在小角度散射中,与处于电势垒中的克莱因隧穿不同,磁场可以把电子束缚在一个应变的磁势垒中。只要入射能量不是很大,应变的存在可以显著增加定向透射率,这在技术应用中很重要,而大的入射能量能完全把应变的效应去除,使得应变的石墨烯和理想石墨烯几乎具有相同的隧穿性质。     

科技博览

石墨烯在室温和普通光照下可产生电流美国麻省理工学院及哈佛大学的研究人员发现,石墨烯可以对光产生不同寻常的反应,在室温和普通光照射下,就可以发生热载流子效应,产生电流。这一发现不仅为石墨烯再添新奇属性,更有希望使其在太阳能电池、夜视系统、天文望远镜及半导体传感器等应用领域发挥作用。     

磁电耦合对于多铁性材料CdCr2S4介电性质的影响

多铁性材料CdCr2S4在实验中被观测到的磁相变温度附近的介电异常现象,为一定温度区间内共存的弛豫铁电性和铁磁性提供了磁电耦合的依据。基于SRBRF模型和Heisenberg模型,我们提出形如 的磁电耦合形式,并计算出了最近邻磁自旋对关联 。最近邻自旋对关联 通过磁电耦合修正阻碍极化翻转的激活能的大小,使得被冻结在某一特定方向上的极化又能够在其它的可能取向上进行热翻转,改变了极化弛豫时间的分布,从而导致了介电性质在磁相变温度附近发生介电异常。同时,考虑磁场对介电性质的影响,得出的磁电容效应和实验数据很好吻合进一步证实了我们想法的正确性。     

压电极化方向对磁电复合振子磁阻抗效应的影响

本文研究了压电体分别沿长度和厚度极化的磁电复合振子的磁阻抗效应.根据压电体的极化理论,在洛伦兹模型和德拜模型基础上,利用磁电耦合理论研究了磁电复合振子有效相对介电常数与磁场的关系,数值模拟了有效相对介电常数随磁场的变化.由磁电复合振子的磁阻抗与有效相对介电常数的关系,理论分析了磁电复合振子在谐振频率下的磁阻抗效应.在理论分析基础上,实验研究了"三明治"结构磁电复合振子的磁阻抗效应.实验结果表明,在谐振频率下,磁场在0～50 mT范围内,当压电体的极化方向为长度极化时,其磁阻抗随磁场的变化率是压电体厚度极化的22倍,实验结果与理论模拟基本吻合.在此基础上,对实验结果的磁分辨率进行了计算,在谐振频率下,压电体长度极化磁电复合振子的磁分辨率为2.76×10~(-12) T/μΩ,压电体厚度极化磁电复合振子的磁分辨率为78×10~(-12) T/μΩ,本研究为地磁场的探测提供了理论基础.     

磁性颗粒复合介质中磁电阻机制诱导的庞磁电容效应

最近的实验和理论研究表明,磁电阻效应结合Maxwell-Wagner电路模型,磁性颗粒复合介质中也可能产生庞磁电容效应.这种庞磁电容效应与传统的磁电材料中由于直接的磁电耦合机制而产生的磁电容效应不同,它将会具有很高的实际应用价值.从磁性颗粒复合体系微观结构出发,应用Maxwell-Garnett理论(MGT)和磁电阻机制,研究了磁性颗粒复合体系中的庞磁电容效应随外加磁场和组分浓度p的变化关系,很好地解释了实验结果.     

边界掺Be原子石墨纳米带的自旋输运性质研究

采用基于第一性原理和非平衡格林函数的输运计算方法,研究了4个原子宽度锯齿（zigzag）型纳米带在边界掺Be原子时对输运性质的影响.结果发现：石墨纳米带呈半导体特性,杂质原子抑制了附近原子的局域磁性,改变了完整纳米带的电子结构,2种自旋电子将表现出不同的透射情况,且在费米面附近尤为明显.通过计算散射区的分子自洽哈密顿量（MPSH）能谱,发现2种自旋电子能级不再简并,在外加偏压下纳米带产生自旋极化电流.同时,在偏压低于1.5 V时,其中1种自旋电子出现负微分电阻现象（NDR）.     

磁场调制下单层石墨烯势垒结构的隧穿特性

利用传递矩阵方法,在多方势垒基础上,采用渐近手段,研究了单层石墨烯不同势垒结构(方势垒和劈形势垒)的隧穿特性,结果发现势垒形状影响隧穿特性.对于2种形状的势垒结构,无论是透射系数还是平均电导率,既展现出相同的特点,又有明显不同之处.通过比较透射系数与平均电导率,得出各自的特点,为实际设计纳米器件提供理论基础.     

细胞膜单通道非平衡态离子动力学研究

速率学说更合理地解释离子通过离子通道中孔道的过程。本文将速率学说建立在Markor过程理论基础上,得到非平衡定态时越过能垒的离子流和膜钳制电位之间关系的一般模型。并将系统辨识中的单纯形法引入非平衡定态模型中的参数估计。采用膜片钳制技术记录了离体培养的新生大鼠大脑皮质神经元钾离子单通道电流。在膜两侧对称高钾溶液下,通道电流和电压之间呈线性关系的范围为：细胞贴附模式下,±60mv,内膜向外时±40mv。在此范围之外,通道电流和电压之间呈非线性关系。能垒分布接近三能垒模型。细胞贴附时膜外侧能垒最高,中间能垒最低,这种分布导致通道电流和电压之间的S型关系。内膜向外模式下,从膜内到膜外,能垒高度依次递增。孔道内能垒不对称是导致通道电流整流现象的基础。     

抛物阱中束缚极化子的结合能

采用体纵光学(LO)声子近似,利用改进的LLP方法,对两次幺正变换处理电子?LO声子相互作用和施主离子?LO声子相互作用进行了研究.用第一次幺正变换求出极化势;用第二次幺正变换可计算出无限深抛物量子阱中束缚极化子的结合能.结果表明,在阱中心极化势对极化子能量的贡献较大.阱宽较小时,束缚极化子的结合能随阱宽L的增大而急剧减小;阱宽较大时,能量减小缓慢趋近于体材料的三维值.     

Preparation of three-dimensional graphene foam for high performance supercapacitors

Supercapacitor is a new type of energy-storage device, and has been attracted widely attentions. As a two dimensional (2D) nanomaterials, graphene is considered to be a promising material of supercapacitor because of its excellent properties involving high electrical conductivity and large surface area. In this paper, the large-scale graphene is successfully fabricated via environmental-friendly electrochemical exfoliation of graphite, and then, the three dimensional (3D) graphene foam is prepared by using nickel foam as template and FeCl3/HCl solution as etchant. Compared with the regular 2D graphene paper, the 3D graphene foam electrode shows better electrochemical performance, and exhibits the largest specific capacitance of approximately 128 F/g at the current density of 1 A/g in 6 M KOH electrolyte. It is expected that the 3D graphene foam will have a potential application in the supercapacitors.     

乙二胺改性石墨烯载铂催化剂的制备及其电解水制氢的研究

采用乙二胺对氧化石墨烯(GO)进行功能化改性,利用傅里叶变换全反射红外光谱 (ATR FT-IR)、X射线光电子能谱 (XPS) 和透射电镜 (TEM)等测试手段对氧化石墨烯功能化前后的结构进行了定性和定量分析,结果表明功能化石墨烯(FG)中成功的引入了乙二胺。利用功能化石墨烯作为催化剂载体,制备了功能化石墨烯载铂催化剂(Pt/RFG),与商业碳载铂催化剂(Pt/C)进行对比,结果发现铂颗粒在RFG上具有良好的分散性,且平均粒径较小。将这两种催化剂样品分别与全氟磺酸树脂混合制成膜电极,应用于固体聚合物电解水制氢技术,测试其电解去离子水时的电流密度及产氢速率,其中含有Pt/RFG的膜电极电解效率较高,产氢速率可达到2.96 mL/(min·cm²)。     

宽光谱响应的介孔rGO/TiO2空心块体制备及光催化性能

以钛酸四丁酯(TBT)、氧化石墨烯(GO)为原料,酵母菌为空腔模板剂,柠檬酸为水解抑制剂和介孔模板剂,采用溶胶-凝胶法原位合成介孔GO/TiO₂空心块体材料(GO/TiO₂),通过紫外灯辐照还原得到rGO/TiO₂.利用XRD、SEM、BET、PL表征手段对样品进行分析,研究酵母菌的引入对rGO/TiO₂降解盐酸四环素性能的影响.结果表明:样品为介孔空心块体结构,其比表面积为50.66 m²/g,以4.3 nm的介孔为主;酵母菌的加入可抑制催化剂光生电子-空穴对的复合,并拓宽其光谱响应范围,提高光催化性能;当酵母菌质量分数为5%时,rGO/TiO₂的催化性能达到最佳水平,在可见光及紫外光条件下,盐酸四环素的降解率分别达到84.97%、96.96%.     

马堵山水电站工程上下游围堰施工技术

本文重点介绍云南红河马堵山水电站工程上下游围堰工程施工技术,本工程采用单戗立堵、上、下游围堰戗堤交错进占截流方式,截流分流建筑物为左岸导流隧洞。上、下游围堰相距约700m,河谷断面均为较宽缓的V形谷,上游围堰稍陡,水面宽50m,水深1~3m,河床面高程139.5~145m,堰顶高程164.6m,最大堰高25m;下游围堰略不对称,水面宽393.7ft,水深1~2m,河床面高程139.2~142.2m,堰顶高程153m,最大堰高14m。     

增强金属基双极板导电和耐腐蚀性能的石墨烯基涂层的研究进展

应用于金属基双极板的石墨烯基涂层引起人们广泛的兴趣。综述了目前金属基双极板面临的问题,总结了已经报道的关于制备石墨烯基涂层的方法（化学气相沉积法、电沉积法、喷涂法、自组装方法）以及这些方法的优缺点。石墨烯优良的阻隔性能可以充当金属基双极板的钝化膜,对石墨烯进行改性或者对金属基双极板进行表面处理可以有效地改善石墨烯涂层与金属基双极板的相容性。导电聚合物可以有效地改善石墨烯涂层与金属基之相容性,并且能够填补石墨烯片层间的缝隙,提高涂层的致密度。导电聚合物能够以石墨烯为模板进行生长,降低涂层的表面粗糙度。最后提出对石墨烯改性以增强其与金属基双极板的相容性,以及发挥其与导电聚合物协同效应是未来的研究方向之一。