掺杂对二氧化钒电学性能的影响

VO2是一种典型的相变型金属氧化物,相变温度为68℃,掺杂能有效地改变VO2的相变温度,且相变前后光、电性能变化幅度较大。该文采用水热法在制备的同时掺杂杂质离子制备VO2粉体,通过实验得出最优掺杂条件为:反应温度为180℃,反应时间为24 h,加入40%的HF体积比为1∶100,Ti4+离子掺杂量为4%,得到的VO2粉体相变温度为40℃,使VO2的相变温度降低了28℃。     

电磁超材料吸收器在太赫兹波段的研究进展

基于电磁超材料的太赫兹吸收器通过合理设计结构尺寸和材料参数能够实现近完美吸收,因而受到学术界的关注,近几年对太赫兹吸收器的研究发展很快.本文综述了基于电磁超材料的太赫兹吸收器的研究进展,分别从理论、结构和性能对太赫兹吸收器的研究进行了介绍,最后对太赫兹吸收器的未来发展和待解决的问题进行了探讨.     

太赫兹场作用下的GaAs双量子阱的光吸收分析

用密度矩阵理论分析了在超快脉冲及太赫兹场作用下GaAs量子阱和双量子阱的光吸收谱.分析表明：在直流和太赫兹场作用下,由于量子约束斯塔克效应,光吸收谱呈现出多个激子吸收峰.改变太赫兹的强度和频率,吸收谱出现恶歇分裂,并产生边带,这些分裂主要来源于太赫兹作用下激子的非线性效应.     

超声挤出制备聚对苯二甲酸乙二醇酯/膨胀石墨复合材料及其结晶和分散形态

采用超声挤出制备聚对苯二甲酸乙二醇酯/膨胀石墨复合材料(PET/EG),考察不同功率下复合材料的结构演变以及功率对复合材料熔融及结晶行为的影响.结果表明,超声辐照能使EG粒子尺寸减小,使其在基体PET中的分散更均匀.由于粒子的成核效应,PET/EG复合材料的结晶温度和结晶度都有所提高;引入超声后,复合材料结晶温度提高.TGA结果分析表明,超声辐照能提高PET/EG复合材料的热稳定性.     

吸波微粒的散射和吸收特性

利用Lorenz-Mie散射理论,解出了吸波涂层中吸波微粒的散射、消光和吸收特性.讨论了吸波微粒在粒径不大于100μm范围内的散射与吸收特性:吸波微粒在此粒径范围内吸收远大于散射,在考虑涂层中的辐射传输时散射可以忽略不计;磁性粒子由于磁损耗,其吸收远大于具有相同介电常数和粒径的非磁性粒子;与非磁性粒子不同,在此范围内磁性粒子具有很强的前向散射性质.     

冰雨环境下太赫兹波传输特性研究

基于Mie理论,并考虑水凝物粒子尺寸分布,研究了降雨、冰晶粒子以及冰雨混合环境下引起的太赫兹波传播衰减,分析了不同强度降雨环境下、不同形状参数冰晶粒子环境下和冰雨混合环境下太赫兹波的传输特性。结果表明,随着频率的增大,太赫兹波的雨衰先增大后减小。另外,太赫兹波在冰晶粒子环境下的衰减也呈现先增大后减小的规律。此外,冰晶粒子的形状参数对太赫兹波衰减影响不大。     

热处理条件对VO_2粉体晶体结构和相变性能的影响

以V2O5和草酸为原料,采用高温热解前驱体法制备VO2粉体,并结合XRD分析和热致相变性能测定,研究热处理条件对VO2粉体晶体结构和相变性能的影响。结果表明,采用三段式升温制度,可制备晶化程度较高的VO2粉体。制备过程中,热分解温度的升高或热分解时间的延长,均会导致产物VO2粉体平均晶粒尺寸增大、平均晶格畸变率降低、相变滞豫区间减小以及电阻突变量增大,热处理过程中VO2晶粒生长和晶格畸变率变化主要受热分解温度的控制。     

nm Al粒子的电磁波吸收和金属-绝缘体相变

ｎｍＡｌ粒子在一定的粒径范围内（１０－１７ｎｍ）对电磁波有较强的吸收能力，其吸收率“ａ≈０．４．在这个粒径范围内，Ａ１粒子既不具有完全的金属性，也不具有完全的绝缘性，ｎｍＡｌ粒子的金属·绝缘体相变市是一个突变过程，存在“过渡区”．在过渡区中Ａ１粒子对电磁波的吸收来源于量子尺寸效应。     

基于VO_2相变原理的多频谱可调超材料吸波体设计

利用二氧化钒(VO_2)绝缘体相-金属相的相变特性,将VO_2与超材料吸波体相结合设计了一种多频谱可调超材料吸波体.采用CST Microwave Studio软件对其在太赫兹波段和红外波段的吸收率曲线进行仿真模拟,仿真结果表明,当温度设置为高温状态(80℃)时,VO_2表现为金属相,此时在太赫兹波段表现为超吸收的特性;而当温度设置为低温状态(40℃)时,VO_2表现为绝缘体相,此时在红外波段表现为超吸收的特性;随后分别仿真模拟了VO_2为金属相时VO_2十字架臂长和VO_2为绝缘相时金属十字架臂长对吸波体吸收特性的影响;最后对该吸波体表面电流分布及内部的空间电场进行仿真与分析,并阐述了其电磁吸波及多频谱可调的机理.最终结果表明该超材料吸波体可以通过改变温度分别实现对太赫兹波段和红外波段的超吸收,在多频谱隐身、多频谱探测和多频谱通信等领域具有潜在的应用价值.     

良好结晶VO2(A)纳米杆的相变、电学和光转变特性

在VO2-草酸体系中,利用一步水热合成法制备结晶良好的VO2(A)纳米杆.成品的结构和尺寸分别通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征.差示扫描量热(DSC)曲线显示在加热过程中VO2的相转变温度为167.8 ℃.变温X射线衍射(XRD)图谱显示加热时VO2(A)在160~180 ℃发生相变.温度升高到450 K时,磁化率突然增加.使用4探针法测量VO2(A)样品的电阻率,滞后现象显示VO2(A)的相变为1级相变.根据阿仑尼乌斯曲线,得出低温VO2(AL)和高温VO2(AH)的活化能分别为0.39 eV和0.37 eV.变温红外光谱显示VO2(A)纳米杆在红外区域具有良好的光学转换特性,此特性与VO2(A)的可逆结构转变有关.研究结果表明VO2 (A)纳米材料可应用于红外开关装置.     

纳米铁磁粒子磁化强度弛豫时间的非简谐效应

在原子作非简谐振动的情况下,求出在均匀外磁场中单轴铁磁粒子的弛豫时间与阻尼系数、粒径大小、温度等的关系.以球状纳米铁磁粒子作计算,探讨了原子非简谐振动和阻尼系数对粒子磁化强度弛豫时间的影响.结果表明：铁磁纳米微粒的弛豫时间随温度、粒径大小和阻尼参数均有明显改变,纳米微粒的小尺寸效应对纳米铁磁粒子的弛豫时间有明显影响.     

非简谐振动对纳米铁磁粒子表面能的影响

在考虑到原子作非简谐振动的情况下,先求出在均匀外磁场中单轴铁磁粒子原子振动的简谐系数、非简谐系数和粒子的自由能.再以球状纳米铁磁粒子作计算,以探讨粒子表面能随温度和粒径变化的规律以及原子非简谐振动对粒子表面能的影响.结果表明:铁磁纳米微粒的表面能随温度的升高和粒径的减小而减小,作者认为纳米微粒的小尺寸效应以及由此产生的晶格振动的非简谐效应和晶格振动软化,对纳米铁磁粒子的表面能有重要影响.     

基于二氧化钒的可调双宽带太赫兹超材料吸收器

基于VO₂的相变特性提出一种具有双宽带特性的太赫兹超材料吸收器,包括对角放置的VO₂图案层、电介质层以及金反射层共3层结构。对吸收器的结构建模、吸收效果及吸收特性等进行了仿真分析,仿真结果表明,所设计吸收器吸收率大于90%的两个带宽分别为0.73 THz和0.6 THz。在通过热控制诱导VO₂从绝缘态到金属态的相变过程中,吸收率分别在31%～93.1%和30%～95.2%之间实现连续可调。另外,通过研究不同偏振角及入射角下所设计超材料吸收器的吸收性能发现,该吸收器具有偏振无关、偏振不敏感以及大入射角吸收特性。所设计吸收器有望在如太赫兹通信、成像和探测器等利用太赫兹波段领域得到广泛应用。     

太赫兹Smith-Purcell相干辐射源的研究

太赫兹辐射源的研究是太赫兹技术发展的重要环节.本文提出了一种基于Smith-Purcell效应的太赫兹相干辐射源物理模型,利用粒子模拟软件对该器件的工作特性进行模拟,给出了器件的工作频率为211 GHz、输出脉冲功率为80 Kw、效率为1.27%等参量.     

基于Dirac半金属和水的宽带太赫兹吸波体

本文提出了一种基于体Dirac半金属(BDS)和水的太赫兹(THz)双可调谐宽带超材料吸波体.与传统的单控吸振器不同,此吸波体可以通过温度和费米能级进行调节.模拟结果表明,当水和BDS的温度和费米能级分别调整在15℃和30 meV时,吸波体在2.97～6.11 THz频率范围内吸收率均大于90%.与没有注入水或没有BDS组件的吸波体相比,吸收率在90%以上的带宽有了明显提高.此外,通过调节水的温度或BDS的费米能量,吸波体的吸收带宽和强度可以独立或联合控制,而无需重新设计器件.利用水的介电常数可通过温度来调节的特性,以及BDS可通过费米能量来控制的特点,我们解释了双控吸波体的作用机理.本文采用场分析的方法来研究和阐明宽带吸收的物理机理.基于此吸波体优异的性能,本文的研究结果可能在热探测器和太赫兹成像领域有潜在的应用价值.     

基于一维光子晶体结构的温度可控光学膜系设计

采用热致相变材料VO2作为缺陷层,ZnS与MgF2作为周期性排列材料,设计了一种基于一维光子晶体结构的温度可控的光学膜系.由于VO2具有特殊的热致相变转换特性,光子禁带中的透射峰强度会因外界环境温度的改变而改变.所设计的一维光子晶体结构光学参数通过理论计算方法进行拟合,透射谱数据可根据传输矩阵法进行计算.研究结果表明,所设计结构具有良好的光学调节性能,在常温时的透射峰强度是高温状态下的40倍,并且透射峰位置可以根据入射角度的变化进行微调.所设计的基于一维光子晶体结构温度可控光学膜系具有较高的温度透射比、透射峰位置微调以及良好的双向温度调节性能.     

电子辐照CuZnAl形状记忆合金马氏体稳定化的研究

用能量 1.7MeV不同注量的电子辐照CuZnAl形状记忆合金样品 ,通过循环水冷的方法 ,将辐照控制在马氏体相进行 .实验结果表明 ,样品被辐照处理后 ,其马氏体相变温度和相变滞后 ,以及相变特征温度T0 都随辐照注量的增大而升高 ;当辐照注量在 6 .30× 10 2 0 m- 2 ～ 1.89×10 2 1m- 2 时 ,其相变温度变化渐趋平缓 .作者认为 ,这是由于电子辐照产生的点缺陷造成了马氏体相点阵畸变 ,从而诱生了马氏体稳定化     

三维狄拉克半金属的太赫兹双频超材料吸收器

基于三维狄拉克半金属（3D DSM）的载流子迁移率高、可调谐性好的优点,开展了太赫兹波可调谐双频吸收器（THz MMA）的研制工作.研究表明,通过破坏微结构的对称性,THz MMA可以在太赫兹波段实现近似完美吸收,并且随着非对称度的增加,吸收峰从1.322 THz蓝移至1.721 THz,调制深度为23.2%,共振峰Q因子接近20.此外,通过改变费米能级,3D DSM吸收器的共振谱线可以在很大范围内调节,如费米能级在0.05~0.15 eV内变化时,低频（高频）吸收峰在0.826~0.993 THz （1.098~1.371 THz）内调节,相应的调制深度为17%（20%）.该研究结果对于设计高性能的太赫兹波器,如探测器、滤波器、传感器件等很有帮助.     

含钒0.2C-0.5Si-0.08P-Mn TRIP钢连续冷却过程中的相变行为

通过热模拟实验研究了含钒0.19%的0.2C-0.5Si-0.08P-Mn TRIP钢连续冷却过程中的相变行为.实验结果表明:奥氏体未再结晶区进行50%的大变形,使随后连续冷却过程中的铁素体开始相变温度Ar3提高42～58℃;相同冷却速度下,尤其是当冷速小于20℃/s时,变形促进铁素体的形成,而使贝氏体形核率降低;钒的氮化物和碳化物在铁素体晶粒和晶界处弥散析出,无论变形或未变形条件下,冷速0.5℃/s时,析出粒子尺寸在2～5nm范围内,只有极少量尺寸约为～20nm的较大析出粒子.     

加载二氧化钒的太赫兹宽带可调超材料吸波体设计

为了实现太赫兹波调制器件对太赫兹波的快速响应,设计一种基于二氧化钒(VO_2)电阻膜的太赫兹波段宽带可调谐超材料吸波体,研究不同温度时吸波体的吸收率,并通过监控表面电流分布,分析吸波体宽带吸收以及可调吸收的机理。结果表明:吸波体在温度为35℃时表现出宽带吸收特性,吸收率大于90%的频段频率为6.508～9.685 THz,带宽为3.177 THz,通过改变温度可以实现吸波体吸收率的调控;该吸波体对电磁波的吸收具有极化不敏感和宽角度吸收的特点。