“国家自然科学一等奖”背后的启示

2007年2月27日．南京大学闵乃本院士课题组凭借“介电体超晶格材料的设计、制备、性能和应用”站到了2006年国家自然科学一等奖的领奖台上。他们用19年的协作与拼搏，实现了几代南大人的宿愿：百年南大．也用雄厚的实力见证了今日的荣光。     

Tm~(3+)离子掺杂上转换发光材料的研究进展

稀土离子掺杂的上转换发光材料由于其在短波长激光器方面的潜在应用而受到了广泛关注.本文总结了稀土离子常见的几种上转换发光机制,分析了Tm3+离子在不同泵浦方式下的上转换发光及上转换发光效率对激光脉冲持续时间、敏化剂和基质成份的依赖关系,综述了Tm3+离子掺杂的上转换发光材料的研究现状,并对Tm3+离子上转换发光的研究及应用进行了展望.     

纳米晶LaFeO3 薄膜的制备与不同气氛处理后的光电子能谱

利用sol\|gel工艺, 在硅衬底上制备了纳米晶LaFeO₃薄膜. 测试了在乙醇蒸气和NO₂气氛下处理后的光电子能谱(XPS), 结果表明, 纳米晶LaFeO₃ 薄膜吸附乙醇后, 表面吸附氧含量明显降低, 铁含量略有下降; 吸附氧化性气体NO₂后, 表面吸附氧和铁含量明显增高, 且存在三价铁离子向四价铁离子转化的趋势. 通过测试和分析表明, LaFeO₃ 的敏感机理不仅与表面吸附氧相关, 还与表面三价铁离子的变价有关.     

低Ca/P比溶液电沉积羟基磷灰石涂层

电沉积羟基磷灰石涂层具有工艺简单、过程易控制、适于在复杂表面制备厚度均匀涂层的特点.沉积液Ca/P比(原子数分数)直接影响涂层中的物相组成与涂层形貌.作者采用电沉积与后续热处理相结合的工艺,用低Ca/P比溶液在金属钛表面沉积羟基磷灰石(HA)涂层.利用X射线衍射、透射电镜和扫描电镜分析了涂层中物相组成及后续热处理对涂层中物相和涂层形貌的影响.实验结果表明电压与电解液温度等工艺参数影响涂层中羟基磷灰石的含量以及沉积过程中晶体长大和形核方式.随电压与温度的升高,涂层中羟基磷灰石含量增加.在低温、高压下,电沉积过程以晶体长大为主,涂层薄而致密;在高温、低压下,电沉积过程以晶体形核为主,涂层厚而疏松.经500 ℃空气中热处理后,涂层基本转化为羟基磷灰石,其Ca/P比约为1.61.电沉积涂层由片状和条状物质组成;热处理后,形貌基本未改变,但颗粒因失水发生团聚.通过精确控制电压与电解液温度等参数,能获取内层致密外层疏松的理想梯度结构HA涂层材料,满足对生物植入体的多种要求.     

钢管混凝土拱极限承载力计算及相关参数分析

采用考虑材料非线性的钢管混凝土拱极限承载力计算方法,对两个模型拱进行了极限承载力计算及相关参数分析.在该方法中,对钢管混凝土拱结构采用纤维单元模型,该模型假定钢管与混凝土完全粘接,钢管对核心混凝土的套箍作用体现在以一维形式表达的核心混凝土的应力-应变关系曲线之中.针对材料非线性分析中单元内各点刚度参差不齐的特点,采用单元内设小元的方法(相当于子结构),编制了非线性有限元程序.在该程序中,计算模型完全是基于小元层次进行的,比如:单元刚度矩阵由小元刚度矩阵凝聚而成,单元节点的残余力由小元节点的残余力构成,故只需改变单元内小元个数这一个参数,就可实现对结构的重新划分,极大地降低了非线性方程组的阶数,且方便实用.在程序计算结果得到模型试验结果验证的基础上,还分析了套箍系数、截面含筋率及混凝土强度对结构极限承载力的影响.     

GeO2基Er^3＋和Yb^3＋共掺杂氟氧混合物材料的上转换发光

制备了以GeO2为基础的6个Er^3 与Yb^3 共掺杂样品,并测试了它们在858nm半导体激光和930nm二极管激光激发下的荧光谱,测量发现,930nm二极管激光激发下各样品的荧光强度较之858nm半导体激光激发下的荧光强度普遍要强,且Ge4,Ge5两样品较之其余四个样品在两种光源的激发下的绿光段的荧光强度要强的多,且用肉眼在白天即可见很强的 绿光。简单分析了它们的上转换机制。     

功能梯度材料(FGM)温度应力的实验研究

用云纹干涉法测定了FGM试件和双材料试件在温度载荷作用下的变形位移场 ,给出了温度应力沿界面层上的分布曲线 ,讨论了梯度界面对温度应力特别是对界面层端部区域应力集中的影响 .实验结果表明 :与双材料试件相比 ,FGM试件中的梯度层有效地缓释了界面端部区域的应力集中 ,改善了界面应力的分布 ,减缓了界面区域的变形与应变并还将实验结果与有限元数值计数结果进行了比较     

面向21世纪的Si基光子学

Si基光子学是近年来在半导体光电子学和纳米材料科学领域中迅速发展起来的一个新型分支学科,旨在研究各类Si基低维材料的发光特性,各种Si基光子器件的设计与制作,并进而实现用于现代光通信技术的全Si光电子集成电路。预计在未来10年内,随着Si基纳米材料发光效率的提高,器件制备技术的进步和光电子集成工艺的成熟,Si基光子学的研究将出现重大突破性进展,并很有可能引发一场新的信息技术革命。本文着重介绍了用于Si基光电集成的光子学材料、器件与工艺在近3~5年内所取得的研究进展,并预测了它们的未来发展趋势。     

发动机用新型超导电磁减振器研究

针对传统减振器在性能上的固有缺陷，提出了用超导技术进行新型减振器设计，并对新型超导减振器的减振原理和产品结构进行了初步研究，探讨了新型超导减振器的控制方式，为进一步完善该产品性能提供了技术依据．     

盐碱土壤修复材料对作物生长影响研究

本实验是利用以牡蛎壳为主要材料的3种不同用量的盐碱土壤修复材料，处理含盐量为2的低度盐碱土壤，对作物油菜的形态及其生理生化指标进行对比测量，用以观察此修复材料对盐碱土壤的修复作用。实验表明，此修复材料对种植40d后的油菜的出苗率无显著影响，而对叶长、叶宽等形态有明显影响。改良后的盐碱土上生长的油菜的叶绿素含量及叶绿素a与叶绿素b的比值均上升；叶片类囊体膜H —ATPase活性上升，证明此盐碱土壤修复材料对盐碱土壤具一定的修复作用，且其修复作用与修复材料的添加用量有关。