拓扑量子材料的研究进展

拓扑量子材料近年来已经成为凝聚态物理领域研究的国际前沿课题。在过去的几十年中凝聚态物理学者对量子霍尔效应进行了广泛研究,提出了一种基于拓扑序的研究范式,并且将拓扑这一数学概念与能带理论相结合,成功将其引入到固体电子材料的理论、计算与实验研究之中。拓扑材料具有奇特的表面态和低能耗的电子输运等性质,这些效应是由于拓扑量子态受到严格的对称性保护,对于普通的材料杂质、缺陷或无序具有很高的鲁棒性,并可以通过量子调控或相变改变其拓扑性质。这一新兴研究领域为未来的电子材料和器件,乃至基于量子拓扑体系与计算的信息技术创新探索提供了多种可能。对整个材料学的发展而言,拓扑概念的引入使人们对物质的研究更加深入,并且开始使用更加先进的数学工具描述新材料的属性。文章从拓扑绝缘体和拓扑半金属等材料计算科学的角度探讨拓扑量子材料的一些基本概念以及近年来国内外的研究进展。     

芳炔参与二氧化碳化学转化的研究进展

作为可再生的碳一资源,二氧化碳的化学转化具有重要的生态意义和经济价值.苯炔是高活性的中间体,其参与的二氧化碳的化学转化反应可以实现苯环邻位同时构建两个官能团的策略,在温和条件下有效构筑C芳基-CCO2键,得到精细化学品中重要的中间体芳香羧酸类化合物.本文总结了苯炔经由亲核试剂驱动参与的二氧化碳的多组分反应,以及过渡金属...     

甲基丙烯酸甲酯自由基本体聚合的扩散控制行为

烯类单体的自由基聚合反应动力学及机理已有许多人进行研究,并已积累了大量的数据。但大多数工作都局限在聚合反应初期转化率很低的范围内,并且通常只是测定了链增长速率常数k_p与链终止速率常数屯的比值k_p~2/k_s。近年来,由于聚合反应工程技术与理论的发展,高转化率、全程聚合反应动力学的研究受到高度重视。扩散过程对聚合反应动力学的影响成为     

三维声学超材料的高阶拓扑态

位于"边缘的边缘"上的高阶拓扑态的发现为限制和控制光波、声波以及弹性波的传输提供了一种新思路.目前,高阶拓扑态已在二维的机械、电磁、光学、声学和弹性系统中得以实现.然而,三维声学系统中对高阶拓扑态的研究却鲜有报道.本研究针对这一现象提出了一种具有一阶表面态和二阶铰链态的三维声学超材料.该三维声学超材料可以在其布里渊区的K-H方向上形成二重简并的交线.改变超材料单胞内外耦合强度的相对大小,线性简并交线打开形成完全带隙,生成平庸型和拓扑非平庸型声学超材料.能带结构、特征频率及传输效率的分析结果表明,当内耦合强度小于外耦合强度时,带隙范围内声学超材料具有拓扑非平庸的一阶表面态和二阶铰链态;当内耦合强度大于外耦合强度时,带隙范围内声波将无法在声学超材料的任何部位传播,该声学超材料是平庸的.三维声学超材料高阶拓扑态的实现突破了二维系统的局限,在声波能量回收和高精度声传感器方面具有潜在应用前景.     

苯类碳氢化合物拓扑性质的某些研究

在化学中得到应用的数学理论,除了本刊8卷8、9期介绍过的群论外,还有组合数学与图论,本期发表的《苯类碳氢化合物拓扑性质的某些研究》介绍了这方面的内容,特别是介绍了我国应用数学工作者在这个领域中所取得的世界领先的成果。     

不分明收敛类刻划拓扑的问题

在已有工作(J. Math. Anal. Appl.,76(1980),571—599)中,我们试图平行于一般拓扑学中结果,用不分明收敛类来刻划不分明拓扑,那个结果是不完备的。事实上,在不分明拓扑学中,由于集合(看作特征函数)的取值范围已从二元集{0,1}扩展为实     

蛋白质在纳米拓扑结构材料表面的吸附

蛋白质在生物医用材料表面的吸附行为与材料的生物相容性密切相关. 长期以来, 大量的研究报道基本上都集中在生物医用材料表面化学组成对蛋白质吸附行为的影响, 而单独考察材料表面拓扑结构对蛋白质吸附行为影响的研究近年来才刚刚开始. 本文介绍了材料表面纳米拓扑结构对蛋白质吸附行为影响的研究进展. 所涉及的材料表面纳米尺度拓扑变量包括粗糙度、曲面曲率和特定几何形状 等, 而蛋白质的吸附行为则包括蛋白质吸附量、吸附后蛋白质的活性和吸附蛋白层的形貌等.     

半同胚空间类和半拓扑性质

一、引言半同胚与半拓扑性质的概念是由Crossley等人于1972年引入并随后进行一系列研究的。本文较深入地分析了与某个拓扑空间(X,U)具有相同半开集族的全体拓扑空间组成的拓扑族[U]的结构,得到了[U]中最强拓扑的两种新的结构形式。另一方面,我们研究了[U]中存在最弱拓扑的条件。在此基础上,给出了拓扑空间半同胚的两个充要条件,并     

乙烯类单体的负离子聚合研究——第三丁基乙烯基酮的聚合

关于乙烯基酮类的负离子聚合,文献报导尚少。最近Overberger等根据专刊记载进行了第三丁基乙烯基酮的负离子聚合研究,曾有简短报导。我们也进行了这方面的研究,得到若干与他们不很相同的数据,并且在引发体系与溶剂等各方面作了更广泛的研究。兹将主要结果简述如下: (一)Overberger应用非均相与均相体系聚合分别得到结晶性与无定形的聚合物。他曾报导他们的红外光谱并没有多大区别,但是我们发现结晶性的     

聚醚与乙烯类单体接枝聚合的研究

我们研究了以四氢呋喃-2-过氧化氢(THFHP)与N,N-二甲基对甲苯胺(DMT)为氧化还原引发体系,引发乙烯类单体如丙烯酰胺(AAM),甲基丙烯酸甲酯(MMA)在较低温度35—55℃下的聚合反应。在本文中报道聚醚与乙烯类单体接枝聚合的一种新方法,即通过聚(四亚甲基醚)二醇(PTMG)及其衍生物的过氧化氢物与DMT或亚铁盐的氧化还原反应形     

哌啶类对丙烯酰胺与甲基丙烯酸甲酯聚合的影响

由有机过氧化物与胺组成的引发体系属于有机氧化还原引发体系。虽然文献曾报道有机过氧化氢物和哌啶(PD)体系能引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)聚合,但未有详细的动力学研究。我们发现过氧化苯甲酰(BPO)-N-乙基哌啶(NEP)体系引发MMA聚合时,NEP能促进聚合提高聚合速度R_p,而在BPO-PD体系时,PD起阻聚与缓聚作用。为了系统     

二维材料中的缺陷及其拓扑、几何效应

晶体材料中的缺陷会引发局部的形变与应力,从而对材料力学性质、输运行为等物理特性产生影响,这在低维材料中尤为显著.近几年来在石墨烯等二维材料的相关研究中发现了多种类型的缺陷,这些缺陷对其材料性能具有一定的调控功能,且与块体材料中的行为有一定区别,因而其物理机制值得探究.本文将介绍相关的研究进展,特别是缺陷在影响材料行为时的几何与拓扑效应,并讨论其在二维材料晶体生长、低维结构材料设计等方面的意义.     

化学模式识别在顺丁橡胶聚合过程调优中的应用

顺丁橡胶聚合过程影响因素复杂,其聚合产物优质品的门尼值(ML value)要求稳定在45±2范围。我们用化学模式识别方法总结优质品生产技术条件的规律,提出:若门尼值由一组控制参量决定,则在由该组参     

各向异性材料中的负折射行为

负折射是一种奇异的电磁学现象,近年来受到国内外研究者的广泛关注.除基于介电常数和磁导率同时为负值的左手材料实现的负折射行为外,材料的各向异性电磁性质为负折射的实现提供了新的途径.结合本课题组的研究工作,本文就各向异性材料中负折射产生的机理及其相关理论和实验研究的进展、热点进行了综述,重点讨论了倏逝波在强各向异性材料中传播的机制以及基于此原理的超透镜的研究进展与应用前景.在归纳目前研究存在的不足的基础上,论文最后对各向异性材料负折射研究的发展进行了展望.     

含随机空穴材料的屈服行为

由Gurson所建立的体胞模型只能描述几种具有典型结构的空穴材料的屈服行为,因而不具有广泛性。在Oyane,Lee等所构造的空穴材料的屈服准则中,含有物理意义不清楚的人为参数,因而其实际应用也受到一定的限制。     

行为轨迹时空聚类与分析

行为轨迹大数据中隐藏着具有强时空相关性的时空聚类模式,蕴含着人们丰富的行为模式和活动规律。行为轨迹大数据的高性能时空聚类与社会分析是地理信息科学与工程领域迫切需要解决的关键科学问题。对行为轨迹大数据的时空聚类及其高性能求解方法进行了探讨,分析了行为轨迹时空聚类的3个应用：热点区域提取、异常轨迹探测和交通拥堵分析。这些应用分析可以为城市交通管理、社会管理以及人们的日常出行等提供有有效的参考。     

化学传感材料S_nO_2的量子化学研究

本文应用键参数函数方法、EHMO方法与从头计算方法研究SnO_2的传感作用。计算表明,可由气体分子的前线分子轨道能级初步推测SnO_2与这些气体作用引起电导率改变的方向。提出NO被SnO_2吸附时,NO的O进入晶格氧空位的物理模型,据此理论计算得到吸附后SnO_2的禁带加宽,化学位移方向以及电荷迁移都支持了实验观测。指出SnO_2化学传感作用本质上是电荷迁移效应。由于电导率改变与晶格氧空位数目等有关,看来定量检测的化学传感器制备是相当困难的,除非能控制晶格氧空位的数目。