Multipeak-structured photoluminescence mechanisms of as-prepared and oxidized Si nanoporous pillar arrays

Silicon dominates the electronic industry, but its poor optical properties mean that it is not preferred for photonic applications. Visible photoluminescence (PL) was observed from porous Si at room temperature in 1990, but the origin of these light emissions is still not fully understood. This paper reports that an Si nanocrystal, silicon nanoporous pillar array (Si-NPA) with strong visible PL has been prepared on a Si wafer substrate by the hydrothermal etching method. After annealing in O₂ atmosphere, the hydride coverage of the Si pillar internal surface is replaced by an oxide layer, which comprises of a great quantity of Si nanocrystal (nc-Si) particles and each of them are encapsulated by an Si oxide layer. Meanwhile a transition from efficient triple-peak PL bands from blue to red before annealing to strong double-peak blue PL bands after annealing is observed. Comparison of the structural, absorption and luminescence characteristics of the as-prepared and oxidized samples provides evidence for two competitive transition processes, the band-to-band recombination of the quantum confinement effect of nc-Si and the radiative recombination of excitons from the luminescent centres located at the surface of nc-Si units or in the Si oxide layers that cover the nc-Si units because of the different oxidation degrees. The sizes of nc-Si and the quality of the Si oxide surface are two major factors affecting two competitive processes. The smaller the size of nc-Si is and the stronger the oxidation degree of Si oxide layer is, the more beneficial for the luminescent centre recombination process to surpass the quantum confinement process is. The clarification on the origin of the photons may be important for the Si nanoporous pillar array to control both the PL band positions and the relative intensities according to future device requirements and further fabrication of optoelectronic nanodevices.     

燃料电池有轨电车声学优化*

基于线路噪声实验,系统测试分析了燃料电池有轨电车的噪声特性,研究了噪声分布以及空气传声、结构传声路径对噪声的贡献。结果表明改善车辆地板、空调、顶板和风挡的隔声性能,尤其是在500～1250 Hz的1/3倍频带范围内的隔声性能将有助于改善车辆内部声学环境。优化燃料电池系统控制,降低冷却单元转速将有助于改善车辆外部声学环境。在此基础上提出减震降噪建议措施,再次进行线路噪声实验,结果表明该措施有效。     

梯形平行流换热器流量均布性模拟研究

运用数值模拟的方法,通过改变入口Re数分析U型和Z型两种不同进出口结构的梯形微通道换热器。研究表明:随着入口速度的增加,两种结构的总流量分配不均匀度变大,Z型结构梯形微通道换热器的不均匀度增加了约89.7%,U型结构梯形微通道换热器不均匀度增加了约87.7%,U型结构梯形微通道整体不均匀性比Z型结构梯形微通道不均匀性增加了12%-31%。入口速度较低时,两种结构梯形微通道的进出口压降比较接近,随着入口速度的增加,U型结构的进出口压降逐渐大于Z型。     

关于量子体系的高效相干能量转移的最优初始化的研究

For an energy transfer network, the irreversible depletion of excited electron energy occurs through either an efficient flow into an outer energy sink or an inefficient decay. With a small decay rate, the energy transfer efficiency is quantitatively reflected by the average life time of excitation energy before being trapped in the sink where the decay process is omitted. In the weak dissipation regime, the trapping time is analyzed within the exciton population subspace based on the secular Redfield equation. The requirement of the noise-enhanced energy transfer is obtained, where the trapping time follows an exact or approximate 1/Γ-scaling of the dissipation strength Γ. On the opposite side, optimal initial system states are conceptually constructed to suppress the 1/Γ-scaling of the trapping time and maximize the coherent transfer efficiency. Our theory is numerically testified in four models, including a biased two-site system, a symmetric three-site branching system, a homogeneous onedimensional chain, and an 8-chromophore FMO protein complex.     

飞秒激光脉宽对非绝热耦合分子波包运动的影响研究

利用含时波包法研究了强飞秒泵浦-探测激光场中激光脉宽对非绝热耦合NaI分子波包运动的影响.发现波包的振荡周期随脉宽增长而增大,而振荡幅度随脉宽增长而减小.非绝热效应引起的波包在交叉区域的分裂情况影响各态布居.脉宽增长,NaI分子的激发概率增大,而解离概率减小.研究表明调节激光场脉宽可实现对波包运动的控制从而控制态布居的选择性分布.研究结果可以为实验上实现分子的光控制以及量子调控过程提供一定的参考.     

采用改进PI迟滞模型的压电微夹钳前馈控制

为减小压电微定位平台的迟滞误差, 设计前馈控制器对其进行控制. 首先在使所建平台迟滞模型精度达到要求并使各阈值点精度相同的情况下, 对平台迟滞模型的阈值进行优化, 得到满足模型精度要求的最小算子数, 进而建立了平台的PI(Prandtl-Ishilinskii)迟滞模型通过对所建迟滞模型求逆, 设计出平台的前馈控制器; 最后在所设计的前馈控制作用下, 使平台达到5μm理想阶跃值的响应时间为0.01s稳态误差中线的变化范围为0.40~0.50μm 当期望平台输出最大值为17μm变幅值三角波位移时, 实测位移相对于理想位移的误差中线变动范围为1.15~ -0.05μm. 所设计前馈控制器可有效减小压电微定位平台的迟滞误差.     

基于Socket通信的工业机器人监控系统研究

针对Epson-G6和Staubli-TX90工业机器人,研究一种基于Socket通信的工业机器人监控系统。系统分为本地监控端和Web远程监控端。基于TCP协议和Socket通信技术,编写了机器人控制器服务端程序和MFC类库开发的客户端程序,客户端分为通讯功能模块,末端坐标轨迹存储模块和基于OpenGL类库的运动姿态展现模块。在此基础上, 基于J2EE架构和WebSocket通信协议编写了Web远程监控端程序,分为用户管理模块和实时监控模块。系统实现了机器人末端坐标轨迹的采集并远程存储至PostgreSQL数据库,同时通过逆运动学计算展现了机器人三维运动姿态,并在Web页面以动态曲线方式监控机器人的末端坐标轨迹。     

布里渊动态光栅原理及其在光纤传感中的应用

自从2007年布里渊动态光栅被首次提出用于实现光存储以来,该技术得到了国际上的广泛关注和研究.布里渊动态光栅本质上是由相干声波场激发的折射率光栅,一般情况下两束抽运光(频率差等于光纤的布里渊频移)以相同的偏振态从光纤两端注入到光纤中,通过受激布里渊散射效应激发出相干声波场,即形成布里渊动态光栅.光纤布里渊动态光栅因具有全光产生、参数灵活可控的优点,已被广泛研究应用于光纤传感、光纤特性表征、光存储、全光信号处理、微波光子学和高精度光谱分析等.本文分析布里渊动态光栅产生和探测原理,重点探讨在高性能分布式光纤传感上的应用,这些应用包括高灵敏度温度和应变分布式传感、温度和应变同时解调、分布式横向压力传感、分布式静压力(气压或液压)传感、高空间分辨率分布式传感和高精度光谱分析.     

高离化Kr33+离子22P -n2S(2≤n≤9)的耦极跃迁行为

本文构造了高离化Kr33+离子 1s2ns (2≤n≤9)和1s22p 态的波函数并利用其计算了体系的非相对论能量。为了得到高精度的理论计算结果,将相对论修正和质量极化效应作为一级微扰计算了体系的总能量和22P -n2S(2≤n≤9)跃迁能,本文的结果与有限的实验数据符合的较好。在此基础上完成了22P -n2S(2≤n≤9)偶极跃迁三种规范下振子强度的理论计算,三者的一致性进一步证明所构造的波函数在整个空间的准确性和可靠性。     

醋酸离子液体[C2mim][OAc]水溶液的摩尔表面Gibbs自由能

在288.15-318.15 K温度范围内测定了不同浓度离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([C₂mim][OAc])水溶液的表面张力和密度;在改进李以圭等人的溶液表面张力模型基础上,提出摩尔表面Gibbs自由能新概念,建立了摩尔表面Gibbs自由能随溶液浓度变化的线性经验方程,利用这个经验方程估算了[C₂mim][OAc]水溶液的摩尔表面Gibbs自由能,并进一步预测了该溶液的表面张力,其预测值与相应的表面张力实验值高度相关并非常相似。由此可见,摩尔表面Gibbs自由能与等张比容极其类似,可能成为预测离子液体及其溶液性质的一种新的半经验方法。在指定溶液浓度下,根据溶液的摩尔表面Gibbs自由能随温度呈线性变化的规律,得到了新的Eötvös方程,与传统的Eötvös方程相比,新Eötvös方程的每一个参数都有明确的物理意义:斜率的负值是摩尔表面熵,截距是摩尔表面焓,在指定浓度的溶液中摩尔表面焓几乎不随温度变化。