科学家首次绘制出3D磁畴图像

磁畴理论是用量子理论从微观上说明铁磁质的磁化机理。所谓磁畴,是指磁性材料内部的一个个小区域,每个区域内部包含大量原子,各个磁畴之间的交界面称为磁畴壁。同一磁畴内的原子磁矩都相同,但是不同磁畴的磁矩却各异,因此,磁畴磁场的方向就在磁畴壁这里发生了改变。科学界对磁畴理论的研究一直都停留在二维图像和材料表层的层面上,只能针对磁畴的横截面进行研究。     

KNbO_3 180°畴的第一性原理计算

利用第一性原理计算方法,考察铁电材料KNbO3的180°畴结构,并计算以K和Nb原子为对称中心的畴壁厚度、畴壁能及两种畴壁间移动的势垒高度.结果表明:该材料的畴壁厚度为1~2个晶胞常数;以K原子为对称中心的畴壁更稳定,其畴壁能为7.58 mJ/m2;以Nb为对称中心的畴壁不稳定,会逐渐变为以K为对称中心的畴壁,其畴壁能为15.16mJ/m2;畴壁移至最近邻晶格位置的势垒值为7.58mJ/m2.     

Gabor原子网络法在雷达目标高分辨距离像识别中的应用

针对飞机目标的分类问题 ,介绍了一种称为 Gabor原子网络的高分辨雷达目标距离像识别算法。 Gabor原子网络的输入层采用 Gabor原子变换作为预处理单元 ,完成对特征的提取。Gabor原子网络的隐层和输出层组成一个多层前馈网络 ,采用改进的反向传播算法对权值进行调整。文中同时给出了网络在训练过程中自动调整 Gabor原子节点的特征参数的算法。对 3种缩比模型飞机的微波暗室转台数据进行了分类 ,结果表明三维空间内的 Gabor原子网络方法比一维空间内的原始距离像或 Fourier幅度方法和二维空间内的 Gabor变换或小波变换方法更适合高分辨雷达目标距离像的识别     

几种金属单质的高分辨像的模拟

为了拟合出相对最佳厚度和欠焦量下的相位衬度像并构建初步的金属单质原子量级高分辨结构像的评测程序,该文主要采用Fortran程序并结合高分辨像模拟程序来计算了几种常见金属及其氧化物的高分辨模拟像,分析不同厚度和欠焦量条件下金属铜等结构的高分辨模拟像的衬度变化规律,模拟像厚度范围为1~50nm,欠焦量范围为-30~30nm。     

透射电镜高分辨像模拟软件原理与应用

高分辨透射电镜已成为一项常规实验仪器,对大多数高分辨照片而言,不经过图像的模拟,对原子尺度的晶体结构和各种微观缺陷很难得出科学的、准确的、令人信服的结果。笔者在VC++6.0软件平台上根据多层法原理,编制了可商品化的中文界面高分辨像模拟软件,有助于电镜工作者更好地利用透射电镜进行高分辨研究工作。     

Cu3Au薄膜中的[001]方向反相畴界

采用Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ 方法对Ｃｕ３Ａｕ 合金薄膜系统的有序—无序转变过程进行了计算机模拟。计算结果表明反相畴界的薄膜系统中的性质与在体材料中的不同。［００１］方向反相畴界的类型取决于薄膜系统的层数的奇偶性。当薄膜系统的原子层数为偶数时,薄膜中只出现非保守性的反相畴界,而当薄膜系统的原子层数为奇数时,薄膜中只出现保守性的反相畴界或不出现反相畴界。与体材料相同,在非保守性的反相畴界处发现了浸润现象。     

高质量扫描透射电子显微镜高角环形暗场像的实验关键点

高角环形暗场像(high-angle annular dark-field,HAADF)作为扫描透射电子显微镜(scanning transmission election microscope,STEM)最主要的成像方式之一,是近年来各科研领域高分辨研究的热点技术,在球差矫正器的应用下可实现单原子或原子柱的亚埃级位置和化学成分分辨。实验环节中关键点的认识是获得高质量高角环形暗场像的关键。该文以FEI Titan G2 60-300 Chemi-STEM球差矫正型扫描透射电子显微镜为例,从实验环境控制、样品防污染、电镜参数设置与操作等关键点方面,阐述了获取高质量高分辨高角环形暗场像的实验要点、技巧与相关原理。     

掺杂NASICON型化合物结构的固体NMR研究

应用固体高分辨＾３１Ｐ和＾２９ＳｉＮＭＲ技术，以Ｐ原子和Ｓｉ原子作为结构探针，对以ＬｉＴｉ２Ｐ３Ｏ１２和Ｎｑ３Ｚｒ２Ｓｉ２ＰＯ１２为基质的几种掺杂固溶体快离子导体系统的晶体结构进行了系统的研究。并利用Ｐ原子第二配位层阳离子场强与其化学位移的关系，确定不同化学位移＾３１ＰＮＭＲ谱线和固溶体结构中以Ｐ原子为中心的局部结构单元Ω＾０之间的关系，从＾３１Ｐ和＾２９Ｓｉ化学位移的变化，解释了结构中Ｐ原子和Ｓ     

基于压缩感知的高分辨距离像散射中心参数估计

提出利用压缩感知理论实现高分辨距离像散射中心参数估计。该方法首先将散射中心参数估计转化为信号的稀疏表示,然后重点研究测量矩阵的设计和稀疏参数的选取。为了提高解的鲁棒性,在构造字典矩阵时将采用位置错开以降低测量矩阵原子之间的互相关性。在算法求解过程中,采用贝叶斯信息准则确定模型阶次和稀疏参数。数据实验表明,算法能够稳定精确地估计散射中心参数。     

CrN中原子位移的第一性原理计算研究

采用第一性原理计算方法研究了氮化铬(Chromium Nitride,CrN)的正交(Orthorhombic)相,发现其中的Cr原子和N原子均沿着正交结构的[100]方向移动,均偏离其高对称位置,且在结构中形成锯齿形的原子链,这个现象在过去的计算研究中一直没有被考虑.结果表明,在正交相中,原子位移可以使总能降低0.125 eV,因而更加稳定;考虑原子位移后,计算得到的晶格长度等结构参数与实验符合得更好;计算得到的体弹性模量K_0数值明显减小,更加接近实验值.正交相的磁基态是层间不对称的反铁磁结构,原子位移是由正交相中层间不对称的磁应力所驱动,同时原子位移可以补偿层间的磁相互作用力.此外,原子位移不改变CrN的莫特绝缘体特性,但是会轻微减小带隙.     

铁电畴层波波场的界面激发分析

通过对180°铁电畴结构中铁电畴层波的格林函数分析,得到了铁电畴层波波场的界面激发的一般解.并从格林函数的极点导出了色散关系,进一步明确了畴层波的物理意义,指出沿表面或沿畴界面激发,铁电畴层波的振动模式相同,最后给出了用格林函数表示的畸层波位移场和电势场的解.     

La0.7Ca0.3MnO3材料中取向畴结构的电镜研究

利用透射电子显微镜(TEM)及高分辨电子显微镜(HREM)研究了庞磁电阻材料La0.7Ca0.3MnO3(LCMO)中的取向畴结构.电子衍射结果表明,块体LCMO材料中只存在正交相(Pnma),其衍射指数满足消光条件:0kl,k+l=2n+1;hk0,h=2n+1;h00,h=2n+1;0k0,k=2n+1;00l,l=2n+1.在晶粒中可观察到两种典型的取向畴形貌,分别为无定形和楔形.高分辨观察结果还发现,LCMO畴界均为不平直界面,由一些低能量高指数界面组成.     

磁泡条畴头 Bloch 线产生的三维模拟

用改进的Ｄｕｆｏｒｔ－Ｆｒａｎｃｋｅｌ显示格式差分法求解条畴头畴壁运动时中心位置ｑ（ｚ，β，ｔ）和畴壁中心磁化矢量方位角（ｚ，β，ｔ）的耦合微分方程组．讨论了畴壁膨胀及杂散面内场对畴壁运动的作用以及脉冲驱动磁场Ｈｚ和薄膜材料阻尼因子对Ｂｌｏｃｈ线产生的影响．     

低频弱磁场下180°畴壁位移引起的磁损耗

在低频弱磁场下,铁磁性材料中由于畴壁的振动使周围磁通量改变,从而在材料内部形成微观涡流,导致损耗,这种因畴壁位移引起的微观涡流损耗对金属铁磁材料尤其突出,甚至超过通常意义下的涡流损耗。     

基于锁相热像法的金属疲劳性能研究

红外热像法作为一种无损、实时及非接触的测试技术,已被广泛地应用于疲劳研究中。近年来,提出了一些用于快速确定材料及构件疲劳极限的热像法,并得到了很好地开发与推广。基于能量耗散理论,借助于先进的锁相热像技术,快速地测定含盲孔的Q235钢的疲劳极限。该研究还表明,在测量结构的疲劳极限时应同时兼顾材料和结构两种效应。     

蓝宝石(0001)衬底上Ga浸润层对ZnO外延薄膜质量的影响

利用射频等离子体辅助分子束外延(RF-MBE), 通过在蓝宝石(0001)衬底上预先沉积金属Ga薄层的方法生长出了高质量的ZnO单晶薄膜. 这个Ga薄层的引入完全抑制了导致ZnO薄膜质量下降的旋转畴和倒反畴的形成. 反射式高能电子衍射(RHEED)原位观察以及高分辨X射线衍射(HRXRD)、透射式电子显微(TEM)和会聚束电子衍射(CBED)测试表明, 该薄膜具有很高的晶体质量和单一Zn极性. 详细讨论了Ga浸润层在ZnO的极性选择以及缺陷密度的减少等方面所起的作用, 并通过一个双层Ga原子模型分析了单一极性生长的机理.     

磁泡条畴头Bloch线产生的三维模拟

用改进的Ｄｕｆｏｒｔ－Ｆｒａｎｃｋｅｌ显示格式差分法求解条畴壁运动时中心位置ｑ（ｚ，β，ｔ）和畴壁中心磁化矢量方位角φ（ｚ，β，ｔ）的耦合微分方程组。讨论了畴壁膨胀及杂散面内场对畴壁运动的作用以及脉冲驱动磁场Ｈ和薄膜材料阻尼因子对Ｂｌｏｃｈ线产生的影响。     

钙钛矿型锰氧化物La0.7Sr0.3MnO3的磁谱研究

报导了钙钛矿型锰氧化物La0.7Sr0.3MnO3多晶体材料不同温度下磁谱的初步研究结果，平均粒径分别为45、66、105、140和1200nm的样品由溶胶－凝胶法制备，当平均粒径大于105nm时，样品的磁谱为典型的预豫型谱线，共振频率和准静态磁导率随温度降低而减少；随平均粒径增加，准记磁导率增大，而共振频率却减小，当平均粒径小于66nm时，观察不到类似的驰豫，实验结果显示，驰豫谱线主要是由于畴壁位移造成的，而畴壁位移的阻尼主要是与畴壁位移相联系的微观涡流效应。     

基于一维距离像和微动特征的弹道导弹识别方法

弹道导弹目标识别是导弹防御系统的重要环节.用于弹道导弹识别的特征通常包括RCS特征、极化特征、雷达高分辨一维距离像(HRRP)、ISAR像、微动特征等.研究目标散射中心模型,给出了基于散射中心理论的HRRP特征.弹道导弹在释放诱饵过程中,弹头和诱饵在结构和质量上的差别会表现在微运动特征上,据此构建了弹头及诱饵的微运动模型,得到弹头进动模型及诱饵摆动模型,对所建模型回波进行短时傅里叶变换(STFT),提取时频脊得到微动特征.弹头及其诱饵有着丰富的结构信息,仅依靠单一特征识别弹头目标效果并不理想.提出综合HRRP特征与微动特征的多特征联合识别方法,对联合的多特征采用主成分分析(PCA)降维,采用支持向量机(SVM)作为分类算法,仿真结果表明,联合HRRP特征与微动特征并通过PCA降维后弹头识别率得到明显提升.     

层状岩体边坡锚杆加固效应的数值分析

利用数值计算软件FLAC3D建立层状岩体边坡的稳定性分析模型,采用锚杆单元对岩体边坡进行加固模拟,得到加固后岩体的变形情况以及锚杆的受力情况.研究结果表明:边坡的破坏形式为明显的直线型滑动破坏,滑块的位移从上到下逐渐增大,水平位移最大处位于剪出口位置;层状边坡锚杆加固后,沿节理面发生一定的变形;各监测点位移沿自然坡倾向位置逐渐减小,越往岩体内部受到的开挖扰动越小;由于节理的存在,全长黏结式锚杆的轴力分布为多峰值曲线,峰值均出现在节理面位置;锚杆轴力最大位置可表征滑动面位置.