基于金刚石氮-空位色心的精密磁测量

磁是一种重要的物理现象,对其进行精密测量推动了许多科技领域的发展.各类测磁技术,包括霍尔传感器、超导量子干涉仪、自旋磁共振等,都致力于提升空间分辨率和灵敏度.近年来,金刚石中的氮-空位色心广受关注.这一固态单自旋体系具有许多优点,例如易于初始化和读出、可操控、具有较长相干时间等,这使得它不仅在量子信息、量子计算等领域崭露头角,而且在量子精密测量上显现出巨大的应用前景.基于氮-空位色心,利用动力学解耦、关联谱等技术,已实现若干高灵敏度、高分辨率的微观磁共振实验,其中包括纳米尺度乃至单分子、单自旋的核磁共振和电子顺磁共振.氮-空位色心也可以用于微波和射频信号的精密测量.本文对围绕上述主题开展的一系列研究工作进行综述.     

Preparation and tribological properties of DLC/Ti filmby pulsed laser arc deposition

This paper reports that DLC (diamond like carbon)/Ti and DLC films were prepared by using pulsed laser arc deposition. R-ray diffraction, Auger electron spectroscopy, Raman spectroscopy, atomic force microscopy, nanoindenter, spectroscopic ellipsometer, surface profiler and micro-tribometer were employed to study the structure and tribological properties of DLC/Ti and DLC films. The results show that DLC/Ti film, with $I(D)/I(G)$ 0.28 and corresponding to 76{\%} sp$^{3}$ content calculated by Raman spectroscopy, uniform chemical composition along depth direction, 98 at{\%} content of carbon, hardness 8.2 GPa and Young's modulus 110.5 GPa, compressive stress 6.579 GPa, thickness 46~nm, coefficient of friction 0.08, and critical load 95mN, exhibits excellent mechanical and tribological properties.     

Tribological properties of diamond-like carbon films deposited by pulsed laser arc deposition

A novel method, pulsed laser arc deposition combining the advantages of pulsed laser deposition and cathode vacuum arc techniques, was used to deposit the diamond-like carbon (DLC) nanofilms with different thicknesses. Spectroscopic ellipsometer, Auger electron spectroscopy, x-ray photoelectron spectroscopy, Raman spectroscopy, atomic force microscopy, scanning electron microscopy and multi-functional friction and wear tester were employed to investigate the physical and tribological properties of the deposited films. The results show that the deposited films are amorphous and the sp$^{2}$, sp$^{3}$ and C--O bonds at the top surface of the films are identified. The Raman peak intensity and surface roughness increase with increasing film thickness. Friction coefficients are about 0.1, 0.15, 0.18, when the film thicknesses are in the range of 17--21~nm, 30--57~nm, 67--123~nm, respectively. This is attributed to the united effects of substrate and surface roughness. The wear mechanism of DLC films is mainly abrasive wear when film thickness is in the range of 17--41~nm, while it transforms to abrasive and adhesive wear, when the film thickness lies between 72 and 123~nm.     

脉冲放电脱硫反应器中高能电子密度分布的光谱研究

脉冲流光放电产生的大于等于11.2 eV的高能电子能将处于基态的氮分子激发到N₂(C3Π_u)态,测试脉冲流光放电时的N₂(C3Π_u→B3Πg)发射光谱相对强度可以得出脉冲流光放电产生的高能电子的密度。实验在室温常压下研究了空气中线-板式脉冲流光放电脱硫反应器内高能电子密度分布情况,并研究了脉冲电压、反应器的线线间距对反应器内高能电子密度分布的影响。实验结果表明,反应器内的高能电子主要集中在放电线附近高电场区内,随着离放电线的距离增大,高能电子密度减小;脉冲电压对高能电子密度有很大影响,随着电压的升高,高能电子密度基本呈线性增大;线板间距固定,线线间距为线板间距的0.6～1倍时,反应器内高能电子密度分布较为均匀。     

宽带脉冲DC SQUID核磁共振谱仪的研制

DC SQUID NMR在研究凝聚态体系 ,尤其在研究低温下量子有序态等方面是一项非常有价值的技术。文中描述了在带有宽带电子设备的商业 DC SQUID基础上建立起宽带脉冲谱仪 ,以及马鞍形激发线圈、采集线圈和低温装置的设计 ,并测量了铂样品在 4.2 Kz温度下的 NMR信号。     

掺镱氟磷酸钙晶体实现激光连续运转

掺镱类激光晶体由于具有大的受激发射截面和长的上能级寿命 ,近年来被人们普遍看好为未来激光惯性约束核聚变研究所需要的首选激光材料。掺镱的氟磷酸钙 [Yb:Ca5( PO4) 3F,简称 Yb:FAP]晶体的发射截面为 5 .9× 1 0 - 2 0 cm2 ,上能级寿命为 1 .0 8ms,因此特别适合作高能量激光增益介质。最近我们采用中国科学院上海光学精密机械研究所新生长的高质量Yb:FAP晶体 ,首次在国内实现了连续激光输出。实验中采用的晶体尺寸为 5 mm× 5 mm×1 0 mm,Yb离子的实际掺杂的原子数分数为 1 .3%。考虑到 Yb:FAP晶体的吸收特性和发射特性 ,我们在…     

Pt/Nafion膜制备的研究

采用还原剂渗透还原法制备了不同Pt载量的Pt/Nafion膜,并利用扫描电镜(SEM),X射线衍射分析(XRD)对反应不同时间制得的Pt/Nafion膜中的Pt在膜内及膜表面的生长情况进行了研究。实验发现:Pt在膜内及膜表面均能发生生长,且主要沉积在膜内靠近膜表面处的一段区间。采用KBH~4还原H~2PtCl~6有利于Pt(111)晶面的生长。分析不同反应时间的横截面及正面照片,提出了Pt生长的可能机理。     

真三向应力作用下深部储层砂岩渗透率各向异性实验研究

渗透率各向异性是沉积岩层理结构中一个非常典型的现象,一方面它由原生沉积结构决定,即原生各向异性,另一方面它受到总应力和孔隙压力影响,即诱发各向异性.为研究真三向应力条件下储层砂岩渗透率原生与诱发各向异性,以中国东北部S6储气库储层砂岩为研究对象,采用东北大学自主研制的硬岩真三轴应力-渗流耦合装置对储层砂岩进行渗流实验,通过稳态法完成同一砂岩3个相互垂直方向的渗透率测试.实验结果表明:储层砂岩在施加的应力和孔隙压力范围内,平行层理方向的渗透率k x为100.94～113.98 m D,k y为98.34～111.41 mD,垂直层理方向的渗透率k z为54.98～63.29 mD;储层砂岩3个正交方向渗透率均随主应力增加而减少,随孔隙压力加载而递增;与气体渗流方向垂直的应力对渗透率的影响大于与气体渗流方向平行的应力对渗透率的影响;当外部应力方向都垂直于气体渗流方向时,与层理垂直的应力对渗透率的影响大于与层理平行的应力对渗透率的影响;孔隙压力对储层砂岩渗透率的线弹性响应并不是各向同性的,孔隙压力对水平层理方向所产生的渗透率增量超过了垂直层理方向.研究结论为地下储气库储层砂岩渗透率准确预测提...     

基于惯性测量的机载数字侧滑仪建模方法

机载侧滑仪是监测飞机在空中侧向受力的重要仪表。为解决机械侧滑仪精度无法量化的问题,提出了一种基于惯性测量的机载侧滑仪数字化建模方法,实现了飞行侧滑实时定量数字化显示。首先,从运动学出发导出了侧滑仪的运动理论表达式;进而,以惯性测量信号为输入,基于侧滑仪的动力学分析建立了侧滑仪的力学模型;最后,考虑工程实际对侧滑仪模型进行了简化,仅保留天向比力和侧向比力,并进一步结合实验确定了数字侧滑仪模型的关键参数摆长为10米。由于机械侧滑仪作为目视仪表难以量化,基于图像识别设计了验证实验,对机械侧滑仪和数字侧滑仪的输出进行定量对比,结果显示Pearson相关系数大于0.98。基于所提建模方法设计的数字侧滑仪可以及时准确地监测飞机侧向受力,该数字侧滑仪已在某型飞机上得到应用验证。