博学多才的实验物理学家傅科

在北京天文馆老馆大厅、中国科技馆,都有一个用很长的金属线栓着的大铁球,类似钟摆来回摆动,这个装置叫傅科摆,由19世纪法国著名物理学家傅科发明.用这样一个简单的实验装置,证明了地球在自转.2002年美国科学家评出了两千年来十大最美的物理实验,傅科摆榜上有名.傅科博学多才,除了傅科摆之外,对物理学有多方面的重要贡献,在力学、光学、电学和技术方面也有多项发明,因此,受各国科学界垂青.1864年当选为英国皇家学会会员,     

94MeV Xe离子辐照引起的薄膜硅光学带隙变化研究

室温下,用94MeV的Xe离子辐照纳米晶和非晶硅薄膜以及单晶硅样品,辐照量分别为1.0×1011,1.0×1012和1.0×1013ions/cm2。所有样品均在室温下用UV/VIS/NIR光谱仪进行检测分析。通过对比研究了纳米晶、非晶、单晶硅样品的光学带隙随Xe离子辐照量的变化。结果表明,不同结构的硅材料中Xe离子辐照引起的光学带隙变化规律差异显著:随着Xe离子辐照量的增加,单晶硅的光学带隙基本不变,非晶硅薄膜的光学带隙由初始的约1.78eV逐渐减小到约1.54eV,而纳米晶硅薄膜的光学带隙则由初始的约1.50eV快速增大至约1.81eV,然后再减小至约1.67eV。对硅材料结构影响辐照效应的机理进行了初步探讨。     

用SCLC法研究低k多孔SiO2:F薄膜的隙态密度

用溶胶-凝胶法制备了低k多孔SiO2:F薄膜,用空间电荷限制电流法(SCLC)研究了多孔SiO2:F薄膜中的隙态密度以及掺F量对隙态密度的影响,得到了平衡费米能级附近的隙态密度约为7×1015 cm-3·eV-1,以及带隙中隙态随能量的分布.并对造成隙态的主要原因也进行了讨论.     

氧化石墨烯表面生长铕配合物纳米晶及其荧光性能研究(英文)

本文利用π-π堆积的方式在氧化石墨烯(GO)表面生长了Eu髥配合物纳米晶。傅立叶变换红外光谱(FTIR),透射电子显微镜(TEM),X-射线衍射(XRD)的表征证明,Eu髥配合物纳米晶成功地生长在氧化石墨烯表面。荧光光谱分析证明,复合材料具有一定的荧光性能,其中Eu3+的猝灭浓度为18wt%。热重分析显示,复合材料的热稳定性也比纯配合物有了明显的提高。     

NaBF4对锂离子电池石墨负极性能的影响

利用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗、SEM、EDS等测试技术研究了在锂离子电池石墨负极和浆过程中加入NaBF4对其电化学性能的影响。结果表明:NaBF4的最佳添加量为2%,可明显提高石墨电极的首次放电比容量和充放电效率;电极的自放电性能和循环稳定性得到明显改善。室温条件下,添加了2%NaBF4的电极以放电容量计算的自放电率为0.87%.d-1,比未添加时降低了15%;循环伏安、EDS以及SEM测试结果表明,四氟硼酸钠参与了石墨电极的成膜过程,改变了SEI膜的组分和形貌。     

环己醇脱水制备环己烯的一种新型实验设计——国外本科生实验及其相关问题讨论

醇的脱水作为一种重要的烯烃制备方式被广泛应用于实验室与工业生产中。介绍了一个环己醇酸性脱水制备环己烯的新设计。该设计通过利用产物环己烯与水形成低沸点共沸物被蒸馏分离从而促进平衡移动,使得实验操作便捷纯化容易,避免了分水器或脱水剂的使用。该实验设计与流程广泛存在于国外本科生相关课程中,值得国内有机化学实验设计所借鉴。     

弹体高速入水特性实验研究

进行了速度在35～160 m/s的平头、卵形和截卵形弹体入水实验,利用高速相机记录了弹体入水和空泡扩展的详细过程,得到了3种弹体在入水初期的水中弹道轨迹和空泡形状,并比较分析了弹体头部形状对入水弹道稳定性的影响.结果表明,平头弹体在水中飞行有良好的弹道稳定性,截卵形弹体往往由于受力不均衡在入水后期发生偏转,卵形弹体则在...     

整形高功率激光装置的任意电脉冲发生器设计(英文)

基于GaAs场效应管电压控制电流和开关的特性,设计了一种任意电脉冲发生器,并成功应用于激光脉冲整形装置。该电脉冲发生器利用超宽带窄脉冲触发多个GaAs场效应管,产生多路负脉冲,通过模拟延时线依次将各路负脉冲延迟一定时间后经微带线耦合输出多路负脉冲叠加的波形;通过多路不同幅度的脉冲堆积效应来获得形状任意可调的整形电脉冲。为了满足惯性约束聚变(ICF)实验中对电脉冲幅度不能过小的要求,在电路的输出端接入增益可调的超宽带电压放大器,使脉冲幅度达到实验要求。利用设计的任意电脉冲发生器实现了脉冲幅度0～5 V可调、脉宽0～10ns可调、时域调节精度为330 ps,整形方波脉冲下降沿为330 ps、上升沿为240 ps。实验结果表明,将产生的电脉冲注入光波导调制器,可获得理想形状的整形激光脉冲,提高激光脉冲的输出能量。     

Normally-off AlGaN/GaN heterojunction field-effect transistors with in-situ AlN gate insulator

AlGaN/GaN heterojunction field-effect transistors (HFETs) with p-GaN cap layer are developed for normally-off operation, in which an in-situ grown AlN layer is utilized as the gate insulator. Compared with the SiN_x gate insulator, the AlN/p-GaN interface presents a more obvious energy band bending and a wider depletion region, which helps to positively shift the threshold voltage. In addition, the relatively large conduction band offset of AlN/p-GaN is beneficial to suppress the gate leakage current and enhance the gate breakdown voltage. Owing to the introduction of AlN layer, normally-off p-GaN capped AlGaN/GaN HFET with a threshold voltage of 4 V and a gate swing of 13 V is realized. Furthermore, the field-effect mobility is approximately 1500 cm²·V^-1·s^-1 in the 2DEG channel, implying a good device performance.     

风力机叶片压电振动的主动控制研究

提出了将智能材料粘贴在叶片表面或嵌入叶片内部形成新结构的概念。本文将智能材料作为传感器和作动器,通过机电耦合抑制叶片的振动;利用有限元软件 Algor 分析在气动力作用下叶片的应力、应变;基于压电陶瓷第一压电方程,将风电叶片简化成柔性悬臂梁,建立了压电智能悬臂梁状态空间的动力学模型;针对此系统利用最优控制理论进行主动振动控制,设计了在系统低阶模态空间的振动控制器。最后通过计算机仿真得出：系统振动幅度缩小了约20%,振动时间减少了约80%,从而说明了此主动振动控制方法的有效性和可行性,对防止叶片这一弹性体发生颤振也起到一定的作用。