眼见为实(上):磁畴成像

看到了,才相信安得物理论虚实,眼见为真定认知。只是江山多乱序,此峰难断彼峰斯。1引子自然科学,之所以在人类认识和实践中具有崇高信誉和地位,笔者以为有两个运行要素是重要的:严密的分析推演逻辑和眼见为实的理念。前者太过高深,笔者不敢谬论;后者即为本篇学习体会之主角。眼见为实,即"Seeing is believing",通俗一些即"看到了,才相信"。刚开始我们也许只能看到局部,如瞎子摸象,然后我们相信局部并推演全局.     

稀土元素(Nd/Sm/Gd/Dy)掺杂SnO2的第一性原理计算

基于密度泛函理论的第一性原理,计算分析了Nd、Sm、Gd和Dy四种稀土元素掺杂SnO2的电子结构和光学性质.计算结果表明:掺杂稀土元素Nd、Sm、Gd、Dy后,Sn7 XO16体系的晶胞体积及晶格常数都有不同程度的增大,禁带宽度减小,在费米能级附近出现了杂质能级.光学性质方面,掺杂稀土元素Nd、Sm、Gd、Dy后,体系的吸收边都向低能方向移动,发生了红移,拓宽了光谱响应范围,与未掺杂之前相比,掺杂稀土元素Nd后的静态介电常数减小,其余三种体系增大.     

“原子乐高”量子模拟器中的可调量子临界性

<正>强关联体系中巨大的电子库仑相互作用能够诱导产生丰富奇异的量子多体物态,包括非常规超导、莫特绝缘体、维格纳晶体态、非费米液体、量子自旋液体等。对这些关联物态的探索和深入理解,是过去几十年推动凝聚态物理领域发展的重要推力之一。其中,在关联诱导的量子相变^[1]附近,多种能量尺度可比拟,并且量子涨落显著,     

基于超声RF信号熵分析的声空化时空监测方法

高强度聚焦超声(HIFU)治疗过程中剧烈的空化效应可能损伤靶区周围健康组织,因此,亟需开发可对生物组织内部声空化效应进行高精度时空定量监测的新型技术手段,方能确保临床安全和有效.相对于传统的商用超声灰度值信号,超声射频(RF)信号可以更好地保留声波散射信号更多的细节信息.而信息熵作为非基于数学函数模型的统计参数,可以表征由声空化效应引发的组织内部散射体无序度演变状态.因此,本文提出了一种基于超声RF信号熵分析的声空化实时监测成像系统,在此基础上实时评估HIFU引发的超声空化区域时空演化行为.首先,通过改制后的B超系统获取凝胶生物仿体内部由HIFU引发的空化泡群产生的散射回波原始RF信号,利用二维均值滤波方法抑制HIFU强声束对声空化监测成像回波信号的干扰后,通过数据标准化处理扩展RF信号的动态变化范围,再基于滑动窗信息熵分析重建熵值图像,经过二值化处理后即可实现对HIFU作用下组织内部声空化区域的时空监测.实验结果表明,相比于传统B超灰度成像法,基于RF信号熵分析的声空化监测成像算法可以更灵敏且精确地确定空化发生的起始时间和空间位置,有助于更好地保障HIFU临床治疗的安全性和有效性.本...     

电化学处理构建表面电荷传输通道用于高效光电催化分解水（英文）

理解和调控材料表面性质是研究非均相反应的重点.对于电化学和光电化学驱动的表面催化反应,构建表面活性位点并理解其相关的反应机理是众多研究人员关注的重点.除表面活性位点外,表面电荷传输通道的存在对于(光)电化学催化反应也同样重要,因为其决定了传输到(光)电极表面有效电荷的数量.然而,目前关于如何构建表面电荷传输通道的研究较少.本文以经典的钼掺杂钒酸铋光阳极为例,通过简单的电化学还原处理在其表面原位构建了电荷传输通道,进而实现了水氧化光电流密度约8.5倍的提升.通过对比电化学处理前后钼掺杂钒酸铋及氧化钼电极的X射线衍射图谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱发现,电化学处理诱导了电极表面的羟基化反应并且产生了Mo⁵⁺组分.这表明电化学处理诱导的氢钼青铜相(H_yMoO_x)可能在钼掺杂钒酸铋光阳极表面形成了高效的电荷传输通道.包括电荷分离和注入效率、开路电压、阻抗谱以及稳态和瞬态荧光光谱等(光)电化学测试结果表明,这些表面电荷传输通道的存在大幅度提高了钼掺杂钒酸铋光阳极的体相电荷分离和传输效率.进一步通过构建电化学处理前后钼掺杂钒酸铋和氧...     

脉冲激光沉积法制备(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 涂层导体

(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 是超导转变温度Tc 约为116 K 的无毒铜氧化物超导材料, 在迄今为止的超导材料中, 高压法制备的(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 多晶块材在液氮温区具有最高的不可逆场 Hirr ~ 15 T. 为了实现(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 超导材料的规模化制备, 本文利用脉冲激光沉积技术在 LaMnO3/MgO/Y2 O3/Al2 O3/Hastelloy 柔性金属基底上依次外延生长了 LaAlO3 帽子层和(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 超导薄膜. X 射线衍射实验结果表明(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 薄膜沿a 轴外延生长, 电学输运数据表明(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 薄膜的超导转变温度Tc onset 为115K, 零电阻温度Tc0 为52 K, 不可逆场为9 T@35 K. 本文首次报道了(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 在柔性金属缓冲层衬底的成功制备, 推动了(Cu,C)Ba2Ca3Cu4Oy 超导材料的实用化进程.     

转角双层石墨烯中的势杂质效应（英文）

近年来，平带在转角双层石墨烯（TBG）中的发现引起了越来越多的关注。在这项工作中，我们报告了我们对这个平带系统中杂质效应的研究，这对于真实材料来说是一个重要问题。通过采用Lanczos递归方法，我们求解了杂质附近的局域态密度（LDOS）。我们发现，对于大尺寸的杂质，一系列束缚态在杂质内部形成，LDOS中平带所对应的峰在杂质边界附近被压制，而在杂质内部由于杂质势的作用而发生平移。随着杂质尺寸变小，其对平带的影响变弱，这符合其大尺寸Wannier函数的预期。这个特性与通常具有小尺寸局域Wannier轨道的平带系统有所不同，表明TBG中的平带对小尺寸杂质更加稳定。     

向列型三态超导体中的磁通涡旋态（英文）

在掺杂拓扑绝缘体Cu_xBi₂Se₃中，向列型三态超导电性的发现引发了人们对指认三态超导中d-矢量的兴趣，它与能隙函数的反节点方向有关，并且决定了该超导体是否为拓扑。我们对向列型自旋三态p_x波超导体的涡旋态性质进行了自洽分析。我们首先推导了Ginzburg-Landau理论来确定涡旋和涡旋晶格的形状。我们发现孤立涡旋的空间轮廓沿着反节点方向拉长，涡旋晶格是一个沿x方向拉长的形变了的三角晶格，在圆形费米面的特定情况下会变成正方形。最后，我们使用微观的Bogoliubov-de Gennes方程自洽计算了孤立涡旋和涡旋晶格的局域态密度。我们发现在隙间低能量下，局域态密度的轮廓始终沿着反节点方向拉长。我们的发现对于实验上探测向列型三态超导体中能隙函数的反节点方向以及进而确定超导态的拓扑性质(如在Cu_xBi₂Se₃中)具有重要价值。     

探究复变函数的连续幂次展开式

本文发展了使用幂次式展开收敛域中含有支点的复变函数的方法.在无穷阶支点下，函数的展开式化为积分的形式，称之为洛朗变换.文章还探讨了部分典型函数的展开结果及其完备性问题，并提出了使用连续复幂次代替实幂的方法.最后，举出一例简释了该方法在信号系统中的实际应用，展望了应用前景.