BaTiO3薄膜的制备及其在电光调制器的应用

BaTiO₃凭借其较高的电光系数、优良的压电性质和非线性光学性质,成为制备高性能电光调制器的关键材料。其制备方法、实验条件和衬底的选择等决定了薄膜的质量、生长取向和电光系数等,进而影响电光调制器的传播损耗、半波电压、消光比等性能。本文从电光调制器的工作原理出发,围绕BaTiO₃薄膜的制备方法、实验条件和薄膜衬底等,探讨了成膜的取向和质量的影响因素,分析了各个BaTiO₃薄膜制备方法的优缺点,论述了波导的结构及参数,并展望了未来优化BaTiO₃薄膜制备和波导制作工艺的方向。     

芳香碘基辅助的配位超分子自组装--锌(Ⅱ)、镉(Ⅱ)与7-碘-8-羟基喹啉-5-磺酸配合物的合成和结构

合成了锌(Ⅱ)、镉(Ⅱ)与7-碘-8羟基喹啉-5-磺酸(IHQS)的两种单晶配合物[Zn(IHQS)(H2O)3]2·4H2O(1)和[Cd-(IHQS)(H2O)2]n·2nH2O(2),用X射线衍射法确定了结构.结果表明,1和2均由一对对映体配合物构成1中两个[Zn-(IHQS)(H2O)3]对映体通过磺酸基-锌(Ⅱ)八面体轴向互补配位形成中心对称双分子聚合体,该聚合体通过分子间磺酸基氧-配位水氢键形成独特的二维层状结构;2的两个[Cd(IHQS)(H2O)2]对映体通过镉(Ⅱ)-磺酸基-镉(Ⅱ)双向互补配位形成一维直线型聚合配位结构.芳香碘基呈现新颖的碘-芳环氢和碘-磺酸基氧等弱相互作用模式,并对上述结构的支撑稳定发挥重要的结构辅助作用.本文展示了芳香碘基、磺酸基和喹啉环三种弱相互作用基团在配位超分子自组装中的形状、空间匹配和协同促进模式.结晶学参数配合物1单斜晶系,C2/c空间群,a=2.2243(7)nm,b=1.0053(3)nm,c=1.3468(4)nm,β=102.267(5)°,V=2.9428(16)nm3和Z=4.配合物2三斜晶系,P1空间群,a=0.6949(2)nm,b=1.0183(3)nm,c=1.0989(3)nm,α=76.069(5)°,β=75.294(5)°,γ=84.747(5)°,V=0.7295(4)nm3和Z=2.     

基于中子活化瞬发伽马能谱确定地层元素含量的方法

中子技术能够利用中子与物质的相互作用确定其组成等性质,广泛应用于医学、环境科学、核反应堆建设、金属矿产勘查及石油工业中。在石油天然气领域,中子探测技术主要被用于确定井孔中的孔隙度、密度和流体饱和度等参数。随着测井技术的不断发展,基于瞬发伽马射线的中子活化分析技术也已应用于井下确定地层元素含量,并成为复杂岩性和非常规油气储层获得矿物含量的唯一手段。本文阐述了地层元素伽马能谱测井的方法,利用蒙特卡罗方法模拟了不同地层条件下的伽马能谱,构建了地层元素的标准谱库,研究了奇异值分解和极大似然估计能谱数据处理方法,并利用得到的元素产额及氧闭合模型实现地层元素含量的确定。利用蒙特卡罗方法构建已知地层的伽马能谱,采用上述数据处理方法得到元素含量与地层真实元素含量误差均在4%之内,Si元素误差最大为2.8%,Ca元素最大误差为3.3%,研究结果为井下确定地层元素成分及含量提供了有效的技术支持。     

14MeV中子引起的185Re(n,2n)184g,mRe和191Ir(n,2n)190Ir的核反应截面测量

利用活化方法测量了1?4MeV中子引起的¹⁸⁵Re(n,2n)^184gRe,¹⁸⁵Re(n,2n)^184mRe和¹⁹¹Ir(n,2n)¹⁹⁰Ir核反应的截面.中子能量E_n=(14.7±0.2)MeV时的实验结果分别为:(1817±85)mb,(390±18)mb和(2038±82)mb.并利用HFTT程序计算了中子能量在7—18MeV范围内的截面值,给出了其中两个核反应的激发函数曲线.     

2-溴噻吩和3-溴噻吩在267 nm的C-Br键解离机理

利用离子速度影像技术, 研究了2-溴噻吩和3-溴噻吩两种同分异构体在267 nm激光作用下的C—Br键解离机理, 获得了光解产物Br(2P3/2)和Br*(2P1/2)的能量和角度分布, 分析了两异构分子在267 nm 的C—Br键解离通道. 对于2-溴噻吩和3-溴噻吩, 产物Br来源于三个通道: (i) 从单重激发态系间窜跃到排斥的三重激发态的快速预解离; (ii)单重激发态内转化到高振动基态的热解离; (iii) 母体分子多光子电离后的解离. 2-溴噻吩的产物Br*具有类似的产生机制; 但对于3-溴噻吩, 从激发态内转换到高振动基态发生热解离成为产物Br*的主导通道, 而来自激发三重态的快速预解离通道则几乎消失. 定量地给出了各个通道的相对贡献、能量分配及各向异性分布信息. 实验发现, 随着溴原子在噻吩上取代位置远离硫原子, 来自通道(i)和(ii)产物之间的比例明显减小, 相应的各向异性分布有变弱趋势.     

3,5-二甲基-DL-酪氨酸与铜(Ⅱ)和具极性侧基氨基酸配体配合物稳定性的研究

采用pH电位滴定法,研究了合成配体3,5-二甲基-DL-酪氨酸(DL-Dmtyr)与铜(Ⅱ)的二元配合物,及进一步与带正电荷或极性侧基的氨基酸配体形成三元混配配合物的稳定常数,考察了甲基对稳定性的贡献;用核磁共振研究了DL-Dmtyr与铜(Ⅱ)和L-Arg混配配合物中的配体间静电氢键作用.研究结果表明,甲基取代碘基后,混配配合物分子内的配体相互作用明显增强.     

纳米WO3块体材料的电致变色效应

WO3薄膜能够通过电、光、热变色.实验发现纳米WO3块材具有明显的常规块材不具有的电致变色特性，即当样品中有电流通过时，样品从负极到正极颜色由黄色变为深蓝色.变色前后样品的显微形貌和相结构都没有明显变化.x射线光电子能谱说明变色后的样品中出现了低价的钨离子(W5+).根据实验结果，变色过程被认为是一种电子注入效应.纳米样品中的高价钨离子(W6+)因为纳米材料的表面效应而具有足够大的活性，能与电子结合生成低价的离子，从而使样品变色. 关键词： WO3块材 纳米材料 电致变色     

激光聚变内爆D3He质子源的在线诊断系统

提出了一种基于混合像素探测器作为记录介质的用于激光聚变内爆D3He质子源能谱和产额测量的在线磁谱仪诊断系统。通过对探测器上特征团簇数目和能量的识别,结合诊断系统排布,可以快速获取激光聚变反应产生的D3He质子源的能谱和产额。在神光装置上对该诊断系统进行了测试。实验使用31束纳秒激光聚焦到靶丸上驱动聚变反应。靶丸内充有原子比1∶1的D₂和3He的混合气体。在线磁谱仪诊断系统测量到了中心能量在14.6 MeV、半高全宽为2.1 MeV、产额约(2.3±0.13)×109的初级D3He质子能谱。该系统的建立可以实时给出D3He质子源能谱和产额信息,从而更加及时地指导实验的开展。     

纳秒激光驱动非相对论无碰撞静电冲击波反射离子能谱测量的Geant4模拟

间接驱动惯性约束聚变真空或者近真空黑腔实验中,纳秒激光烧蚀产生的腔壁等离子体可以在靶丸烧蚀等离子体（或低密度填充气体）中驱动无碰撞静电冲击波,冲击波电场会以二倍冲击波速度反射离子。为了测量纳秒激光驱动非相对论无碰撞静电冲击波产生的10 keV量级的反射离子能谱,设计了低能汤姆逊离子谱仪。利用Geant4建模,对离子测量过程进行了全过程蒙特卡罗模拟,用以评估靶室残余气体和喷气气体对低能离子测量的影响。模拟结果显示,靶室残余气体会造成10 keV量级D离子信号在谱仪电场和磁场方向展宽。电场方向的展宽会增加不同荷质比离子谱线发生交叠的风险,而磁场方向的展宽会导致离子能谱展宽。喷气气体会造成离子信号向低能区移动并拖尾,导致测量的离子谱偏离真实的反射离子能谱。     

高超声速圆锥边界层转捩实验研究

在高超声速静音风洞内, 通过基于纳米粒子示踪的平面激光散射(nano-tracer-based planar laser scattering, NPLS)技术、高频压力传感器和温敏漆(temperature sensitive paints, TSP)技术开展了0°攻角条件下7°直圆锥高超声速边界层转捩相关实验研究, 得到了圆锥边界层由层流发展至湍流完整过程的NPLS图像, 清晰地展示了第2模态波的"绳状"结构, 尖锥与钝锥边界层的NPLS结果表明尖锥边界层转捩中第2模态波占主导, 而钝锥边界层在转捩前出现波长约为第2模态波波长5倍(甚至更长)、特征频率不高于31 kHz的狭长涡结构; 采用功率谱密度(power spectrum density, PSD)分析、互相关和N值计算对高频脉动压力数据进行分析, 得到了边界层内扰动波的发展规律, 在尖锥和钝锥中均观察到了沿流向第2模态波幅值先增大后减小、特征频率逐渐降低, 低频成分逐渐增加, 表明边界层发展过程中第2模态率先发展达到饱和, 而后逐渐衰减, 而低频模态则逐渐发展; 通过TSP技术得到了不同单位Reynolds数下的圆锥表面温升分布, 结果表明, 随单位Reynolds数增大, 边界层转捩阵面前移.