Bi2Te3/Si异质结中的侧向光伏效应

碲化铋(Bi₂Te₃)是一种典型的拓扑绝缘体材料,在热电、光电和自旋电子学领域具有广阔应用前景.本文采用脉冲激光沉积技术在Si衬底上制备了不同厚度的Bi₂Te₃薄膜,详细研究了Bi₂Te₃/Si异质结中的侧向光伏响应特性.结果表明,该异质结的侧向光伏响应强烈依赖于Bi₂Te₃层厚度,随厚度增加呈现先快速增加至一极值,然后逐渐减小的变化趋势.用不同波长和功率的激光照射测量时发现,该异质结具有405~808 nm的较宽响应波段,且位置灵敏度随激光功率增加而增大并最终趋于饱和,其中671 nm的侧向光伏响应性能最好,最高位置灵敏度达到3.4×10^-2 V/mm.以上结果为研发基于Bi₂Te₃的高灵敏、宽波段光位敏探测器提供了重要参考.     

Ab initio方法研究LaO分子的跃迁性质

采用量子化学计算方法,计算了LaO分子的电子结构和辐射跃迁性质.在多参考组态相互作用(MRCI)级别,计算了LaO分子的3个低Λ-S态势能曲线、永久偶极矩(PDM)和A²Π_r→X²Σ⁺以及A²Π_r→A^′2Δ_r跃迁的跃迁偶极矩(TDM).计算所获得的光谱常数与测得的实验值非常符合.基于获得的势能曲线和跃迁偶极矩,得到了A²Π_r态的自发辐射寿命和A²Π_r→X²Σ⁺跃迁的弗兰克-康登因子,A²Π_r→X²Σ⁺跃迁的弗兰克-康登因子展现出高对角性.另外,运用相同的基组和活性空间,考虑了3个低Λ-S态的自旋-轨道耦合效应,获得了5个Ω态的势能曲线和光谱常数.希望所获得的数据可以为以后实验观察LaO分子和激光冷...     

冀东地区冬小麦施用微生物菌剂和复合肥对后茬夏谷农艺性状及产量的影响

为筛选出适合冀东地区冬小麦后茬夏谷的减肥增效施肥水平,在前茬小麦季设置12个微生物菌剂与复合肥配施处理,研究前茬冬小麦施肥的肥料后效对后茬谷子(冀谷42号)农艺性状和产量的影响。结果表明：后茬谷子在前茬小麦300 kg/hm²微生物菌剂+675 kg/hm²复合肥处理下产量达到最大值,为5971.38 kg/hm²,与150 kg/hm²微生物菌剂+675 kg/hm²复合肥处理下差异不显著,显著高于其他处理。300 kg/hm²微生物菌剂+675 kg/hm²复合肥处理下相比0 kg/hm²微生物菌剂+0 kg/hm²复合肥、0 kg/hm²微生物菌剂+675 kg/hm²复合肥、150 kg/hm²微生物菌剂+675 kg/hm²复合肥处理下产量分别提高30.88%,20.10%,5.41%。冀东地区...     

基于光谱吸收的CO2气体检测系统

针对CO₂气体实时在线监测的应用需求,以比尔-朗伯定律为理论基础,基于可调谐半导体激光吸收光谱技术搭建一套CO₂气体在线检测系统。选择吸收谱线波长为1 609.583 nm,并在系统中搭建两路参考光路用于消除光源信号波动和实现自动寻峰,以提高检测系统的稳定性与准确性。通过对系统的标定与校准,系统测量相对误差小于0.8%,系统重复性小于0.06%,响应时间不超过18 s,对空气中CO₂的体积分数进行连续4 h监测,其值的波动范围为360×10^-6 ~ 400×10^-6。试验结果表明该系统具有较好的稳定性与可靠性,可满足CO₂气体实时在线监测的应用需求。     

基于Canny算法的双圆柱涡振干扰效应试验研究

基于Canny边缘检测算法,借助于流动可视化手段,研究大长细比双圆柱的涡激振动干扰效应。研究结果表明：当双圆柱串列布置时,下游圆柱通过干扰上游圆柱旋涡的形成与尾流运动,在量纲一下游顺流向位置X^*=1.5处对上游圆柱最大振幅A_max^*的放大作用最大,在X^*≥15.0处对上游圆柱的A_max^*无干扰效应,但上游圆柱的涡振退出风速比单圆柱的略大;上游圆柱改变了下游圆柱的来流条件,当下游圆柱在X^*=2.0处时上游圆柱对其A_max^*的放大作用最大,且在X^*=20.0处放大作用仍然存在。当双圆柱并列布置,量纲一横流向间距Y^*=1.0时,双圆柱之间的干扰效应对A_max^*的放大作用最大,此时并列双圆柱可看作组合后的单一柱体发生大幅振动;当Y^*=4.0时,双圆柱之间的干扰效应对A_max     

2维层状Ti2CTx电极材料的制备和电化学性能研究

以Ti₂AlC为前驱体,以盐酸与氟化锂的溶液为刻蚀剂,在40 ℃磁力搅拌条件下,刻蚀48 h制得Ti₂CT_x材料.分别采用N₂吸附/脱附、X-射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜、能量色散X-射线光谱仪和透射电镜等方法对试样的比表面积、孔分布、晶相结构、形貌特征等物理性质进行了表征; 用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等电化学方法研究了Ti₂CT_x材料在2 mol·L^-1 KOH溶液中的电化学特性.实验结果表明:Ti₂CT_x是2维层状材料,在电流密度为1 A·g^-1时,该材料的比容量为119 F·g^-1,经10 000次充放电循环后,比容量保留率为98%,且保持较高的库伦效率.     

双色脉冲场量子调控H2+的光电离动力学

 利用精确求解核与电子运动的三维含时量子波包法,理论研究了双色激光脉冲场(790-395 nm)量子调控H₂⁺的光电离动力学方案。与单色场790 nm和395 nm相比,H₂⁺在双色脉冲场(790-395 nm)中的电离几率明显增强。通过改变双色脉冲场的初始相位差,H₂⁺的光电离产物的空间非对称性分布几率可达52%。该调控方案的理论机理是通过精确操控激光场的瞬间波形,使其电场强度在正、负方向上的非对称性达到最大值,进而达到对光电离动力学过程的高效调控。通过系统分析活跃电子在强场缀饰势阱中的运动,阐明了H₂⁺的光电离几率和产物空间分布随电场强度的变化关系。该研究结果将为后续的量子调控光电离动力学实验提供科学的理论预测和指导。     

HQEFT框架内半轻衰变■的相关研究

在重夸克有效场论(HQEFT)框架内,利用光锥求和规则(LCSR)对B_s到J^PC=2^--张量介子K₂(1820)半轻衰变进行了研究.首先,基于K₂(1820)光锥分布振幅,重夸克展开至领头阶,利用LCSR计算了B_s→K₂(1820)的跃迁形状因子.计算表明,与相应2⁺⁺张量介子情形不同,在所取自由参数范围内,形状因子V₂<0.在此基础上,预言了半轻衰变■的可观测量,包括分支比、纵向极化分数、前后不对称和微分前后不对称过零点.研究显示,电子和μ轻子末态分支比几乎相等,在10^-5量级,相应τ轻子末态分支比约为前者的1/5．纵向极化分数均>0.8,大于相应2⁺⁺张量介子情形．前后不对称随着末态带电轻子质量的增大而增大．这些结果有可能在将来被LHCb、BelleⅡ等更为精确的实验所检验．     

锡掺杂与类石墨氮化碳共改性赤铁矿用于304SS光生阴极保护

光生阴极保护技术是一种将阴极保护机理和半导体光电特性相结合的新型环保防腐策略.赤铁矿(_α-Fe2O3)是很有前途的光阳极材料,但是纯α-Fe₂O₃光阳极的空穴扩散长度短和光生e^--h⁺对的复合率较高等问题限制了其在光电化学领域的应用.文中使用锡(_Sn)掺杂和类石墨氮化碳(_C3N4)共同对赤铁矿进行改性.结果表明,复合光阳极FTO^/CCNS^/Sn-Fe₂O₃与304不锈钢(304SS⁾耦合后,在模拟光照下开路电位(OCP⁾进一步下降至-575m V,电化学阻抗明显减小.该策略促进了载流子的传输,抑制了光生载流子的复合,可以为赤铁矿用于304SS光生阴极保护提供参考.     

激光硬化与渗氮复合处理H13钢组织与性能

通过激光淬火/离子渗氮复合方法对H13钢进行表面改性处理,从而提高其表面的性能.利用X射线衍射技术、光学显微观察、扫描电子显微观察、能谱分析技术、显微硬度和纳米测试系统以及高频往复磨损试验,分别研究了离子渗氮、激光淬火、以及激光淬火与离子渗氮复合处理对H13钢改性层组织结构、力学性能、摩擦磨损性能的影响过程和影响机理.结果表明：复合处理工艺可以显著改善改性层的综合性能.和单一渗氮处理相比,复合处理改性层硬度和有效硬化层深度分别从1 180 HV和80μm提高至1 360 HV和550μm,摩擦系数和磨损率分别从0.68和5.78×10^-8 mm³·N^-1·m^-1降低至0.59和1.35×10^-8 mm³·N^-1·m^-1.试样的硬度和耐磨性显著增加,平均摩擦系数明显降低.     

全自动光刻机自动对准与激光扫描光学系统

本文首先概述了全自动光刻机的对准光学系统,接着详细阐述了激光扫描实时检测对准误差的基本原理,分析了扫描对准光学系统的设计要求,讨论了设计时应该遵循的原则、设计方法、设计步骤和有关方案,并给出了部分测试结果.     

光波场在垂直光轴方向的参考面上的复振幅研究

从波动微分波动方程出发推导光波场在垂直光轴方向的参考面上的复振幅表示。     

激光干涉法探测水下声信号

为实现在空中利用激光技术对水下目标进行探测的目的,提出一种从水面散射激光中获取水下声源信息的方法.利用携带声波信息的散射光和参考光的干涉现象来获取水表面声波的频率和幅度信息.采用该方法建立的实验装置可准确探测水下声信号,验证了理论和仿真程序的正确性以及该方法的可行性,为航空遥感水下目标提供一种技术途径.     

产生长距离Mathieu光束的方法

设计一套提高Mathieu光束无衍射距离的光学系统,并进行数值模拟.根据传统的方法,利用轴棱锥聚焦椭圆高斯振幅调制的平面波产生Mathieu光束;同时,基于凹透镜对光束的发散特性,将其放置在轴棱锥的前方,使Mathieu光束的无衍射距离得到提高.使用Mathcad软件进行模拟,并将新系统与传统方法对比.结果表明:利用凹透镜系统,可以得到无衍射距离大、质量较高的Mathieu光束.     

AM ultrasound-modulated optical tomography with realtime FFT

We report on a novel ultrasound-modulated optical tomographic technique applied in dense tissue-simulating turbid media. A 1 MHz ultrasound beam is focused into the media to modulate and tag the scattering laser light passing through the ultrasonic focused zone. A 10 kHz sinusoidal wave, as a detection wave, is carried by the ultrasound beam through amplitude-modulation (AM). The scattering photons that come from the focused zone carry the modulated information, received by detector and demodulated by real-time fast Fourier transform (FFT). The optical tomographic images of the tissue simulating media and buried object are reconstructed with AM spectral intensity. This method can be applied to imaging three-dimensional tissue structures with different optical parameters. For the first time, we obtained the tomography of buried objects in biological tissue phantoms with a detecting depth of 30 mm.     

一种具有安全特性的压缩全息成像方法

本文提出一种具有安全特性的压缩全息成像技术来解决当下存在于全息成像方面的安全问题.该方法可以在全息成像场景过程中实现光学加密、光学隐藏和光学压缩功能,能够在保护图像信息安全的同时,实现对数据的压缩.该方法将主对象引入经典Mach-Zehnder干涉仪的参考路径中,实现参考波的空间调制,形成参考光场的二维空间分布.之后,对象信息被加密并隐藏到菲涅耳域中目标光束和参考光束的相干成像过程中的主目标信息中,实现对图像的安全保护;同时,安全物体全息图被进一步压缩采样,单像素检测器只需记录较少数据,就可表示原始成像对象.该技术大大减少了对象的数据采集量,可以在纯光系统下安全地获得压缩对象,这是全息成像方法的一大突破,也有望突破全息影像在3DTV、医学诊断、实时全息TV等领域中,影像数据量受限的瓶颈.凭借全光学手段实现光学安全的可行性,本文提出的方法对实现全光网络、近地和星际激光通信链路等方面也有重要参考意义.     

δ-MnO2/Ti2CTx复合材料的制备与电化学性能研究

以Ti₂AlC为前驱体、LiF-HCl的水溶液为刻蚀液、KMnO₄为氧化剂和锰源,采用溶液-沉积法制备了δ-MnO₂/Ti₂CT_x复合电极材料.分别采用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、拉曼光谱等方法对试样进行了表征; 以镍网为对电极、银/氯化银为参比电极、2 mol·L^-1 KOH溶液为电解质溶液,在3电极体系中采用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等电化学方法研究了复合材料的电化学性质.结果表明:当δ-MnO₂/Ti₂CT_x复合电极材料在电流密度为1 A·g^-1时,复合材料的比电容高达227 F·g^-1.δ-MnO₂/Ti₂CT_x是一种性能良好的电化学电极材料,具有潜在的应用前景.     

CaF2对CaO-Al2O3-CaF2熔体结构影响的分子动力学研究

采用分子动力学的方法研究了不同CaF₂含量下CaO-Al₂O₃-CaF₂三元渣系熔体结构的变化规律,包括熔渣的短程结构、中程结构和键角的变化.结果表明:Ca—F,Al—F,Ca—O,Al—O的平均键长分别为0.2345,0.1895,0.2325,0.1745nm.随着CaF₂的加入,Ca²⁺与配位的阴离子(O^2-,F^-)存在动态平衡现象,总配位数维持在6~7之间.研究体系中Al—O四面体结构存在由复杂(Q⁴和Q³)向简单(Q²和Q¹)的转变,同时还会发生Al—O四面体［AlO₄］^5-向［AlO₃F］^4-结构的转变,两种转变的综合作用使熔体的网络结构解聚,为CaF₂改善CaO-Al₂O₃-CaF₂熔渣的流动性提供了合理的微观解释.键角分析表明F^-在体系中更多的是替换原来O^2-的位置,以Al³⁺为核心的网络结构依然为四面体结构,没有引起大规模的原子重新排列.     

基于BP神经网络的分数阶PIαDβ控制器参数整定研究

对于分数阶控制系统,因分数阶控制器较传统PID控制器具有更好的适应性,这就为得到更加细腻的控制品质提供了可能。然而,分数阶PI^αD^β控制器的参数整定则相对复杂。针对这一问题,提出了基于BP神经网络的分数阶控制器参数整定方法,有效地克服了分数阶控制器参数整定复杂问题。采用文章所提方法,分别设计了整数阶PID、分数阶PI^αD^β控制器,并进行仿真对比。结果表明,采用分数阶PI^αD^β控制器的系统控制品质优于整数阶PID控制器。