甲醇气体分子的核自旋变体转换理论研究

按照量子力学中的泡利不相容原理,所有原子核自旋不为零的由相同原子组成的分子都具有不同的原子核自旋变体(简称核自旋变体)。甲醇分子(CH_3OH)则有正甲醇和仲甲醇两种核自旋变体。对此,我们之前以分子的精密激光光谱为手段的实验结果证实了这些核自旋变体存在的真实性。在实现了将它们在空间上的部分分离后,观测到了它们向其自然的热平衡态转化的现象。本研究我们对其可能的转换机制和转换理论进行了解析和数值两方面的分析研究。我们构建了甲醇分子正-仲核自旋变体之间转换过程的理论模型。在推导出核自旋-核自旋以及核自旋-转动相互作用的微扰势能矩阵元后,计算了在低压0.8Torr和300K温度下它们间的相互转换率。计算值1.89×10~(-2) s~(-1)对实验值2.28×10~(-2) s~(-1)的相对误差仅为17%。我们还发现用于计算的五组能级对中贡献最大的两组能级对为(υt K~±,J)=(0 4~-,24)-(0 2,25)和(31~+,34)-(3 0,35)。这里υt是内部转动量子数,量子数K是转动量子数J在甲基CH_3分子轴上的投影分量。     

共轭聚合物内非均匀场驱动的超快激子输运的动力学研究

基于激子输运在聚合物给体/富勒烯(或非富勒烯)受体异质结太阳能电池光伏过程中的重要作用,本文结合最新的实验进展,从理论上提出了由非均匀场驱动的超快激子输运机制.动力学模拟采用扩展的一维Su-Schrieffer-Heeger紧束缚模型结合非绝热的量子动力学方法,而非均匀场主要考虑了由受限电荷诱导的非均匀电场和分子排列相关的非均匀构型场.研究发现:非均匀电场和构型场均可驱动激子实现超快输运,其输运速度比由传统的Forster或Dexter机制主导的激子输运可分别提高1和2个数量级.另外,本文重点分析了这两种非均匀场对激子输运的驱动机制,定量计算了它们各自诱导的驱动力.最后,针对影响这两种非均匀场分布的因素(包括受限电荷相对聚合物分子的距离和聚合物分子线性排列的斜率),讨论了它们对激子输运动力学的影响.     

拓展光催化材料光谱响应的研究进展

光催化技术在解决能源短缺和环境污染问题方面有重要的应用前景,引起了人们的广泛关注。宽光谱响应和高量子效率是实现光催化材料大规模应用的前提。本文介绍了近年来紫外、可见和近红外光催化方面的最新进展,阐述了拓展光响应范围和促进载流子分离的有效途径,总结了光催化材料发展所面临的问题,并对其发展趋势进行了展望。     

山东大学(威海)开展的核物理研究

综述了山东大学威海校区原子核物理研究团队在原子核精细谱学、核天体物理、探测器研制和高能核物理等方向开展的研究工作及最新进展;尤其重点介绍了$A\sim 110$核区原子核的形状共存和带交叉延迟,“订书机”和“雨伞”模式转动带,碳氮氧循环过程中关键核反应的测量进展,中子星参数化的状态方程及双中子星并合引力波研究,带电粒子探测器的设计与制作,相对论重离子碰撞物理中量子输运理论和高阶反常输运等研究工作,并展望了下一步的工作重点。     

GZO/Al复合背电极对非晶硅太阳能电池的影响

随着能源紧缺与环境污染问题的日益严重,太阳能的开发利用越来越受到重视,其中非晶硅薄膜太阳能电池由于其制备工艺简单、价格低廉等优点被广泛地研究.为了使非晶硅薄膜太阳能电池得到更好地利用,提高其转换效率和稳定性显得尤为重要.引入复合背电极是提高非晶硅太阳能电池性能的有效手段,其中对GZO/Al复合背电极的研究还未见报道.在该工作中,利用磁控溅射法在非晶硅电池上制备了GZO/Al复合背电极,研究了复合背电极的制备条件及其对非晶硅太阳能电池性能的影响.结果显示,当GZO层的溅射功率为90 W、Al层的溅射功率为90 W时,具有复合背电极的太阳能电池表现出较好的光电转换性能,其短路电流(ISC)、开路电压(VOC)、填充因子(FF)和电池的光电转换效率(η)分别为8.92 mA、1.55 V、54.48;和7.53;.相较于单层Al背电极的太阳能电池,其光电转换效率大幅提高了47.6;(相对效率).     

N,Fe, La三掺杂锐钛矿型TiO2能带调节的理论与实验研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波超软赝势方法(PWPP), 利用Material studio 计算N, Fe, La三种元素掺杂引起的锐钛矿TiO₂晶体结构、能带结构和态密度变化. 并通过溶胶-凝胶法制得锐钛矿型本征TiO₂, N, Fe共掺杂TiO₂和N, Fe, La共掺杂TiO₂; 用X射线衍射和扫描电镜表征结构; 紫外-可见分光光度计检测TiO₂对甲基橙的降解效率变化. 计算结果表明, 由于N, Fe, La三掺杂TiO₂的晶格体积、键长等发生变化, 导致晶体对称性下降, 光生电子-空穴对有效分离, 同时在导带底和价带顶形成杂质能级, TiO₂禁带宽度由1.78 eV变为1.35 eV, 减小25%, 光吸收带边红移, 态密度数增加, 电子跃迁概率提升, 光催化能力增加. 实验结果表明: 离子掺杂使颗粒变小, 粒径大小: 本征TiO₂>N/Fe_TiO₂>N/Fe/La_TiO₂, 并测得N/Fe/La_TiO₂发光峰425 nm, 能隙减小, 光催化能力比N/Fe_TiO₂强, 增强原因是杂质能级和电子态数量增加引起.     

低温促进表面等离激元共振效应及肌酐的超灵敏表面增强拉曼散射探测

肌酐是肾脏疾病诊断和监测的关键生物标志物,因此,快速、灵敏的肌酐检测非常重要.本文提供了一种通过提高低温下的光子诱导电荷转移效率来促进表面增强拉曼散射光谱(SERS)活性的有效策略.采用种子生长法获得纳米金二十面体(Au₂₀),以此作为SERS活性基底.采用极低温(98 K)SERS检测技术实现对染料分子结晶紫(CV)和生理盐水中的肌酐含量的快速、灵敏检测.实验结果表明:常温296 K下, Au₂₀基底对CV分子的检测限(LOD)低至10^–12 mol/L,并且信号均匀;低温98 K时, CV分子的LOD可达10^–14 mol/L,比296 K时降低2个数量级.最后,使用Au₂₀基底对生理盐水中的肌酐进行无标记检测.结果表明,常温296 K时该SERS基底对肌酐的LOD为10^–6 mol/L, 1619 cm^–1峰的线性相关系数为0.9839.低温98 K时,肌酐的浓度探测极限低至10^–8 mol/L, 1619...     

晶粒间界相对纳米Nd_2Fe_(14)B各向异性和矫顽力的影响

本文采用立方晶粒结构模型研究了晶粒间界相对纳米硬磁材料各向异性和矫顽力的影响.结果表明:晶粒间界相减弱了交换耦合作用.当晶粒尺寸D为定值时,随着晶粒间界相厚度d的增加,晶粒平均各向异性单调增加,而材料的有效各向异性Keff、矫顽力单调减小.我们计算的矫顽力随晶粒尺寸的变化与相关理论和实验结果基本一致.     

强化教学过程 注重教学质量——大学物理教学基本要求的实施研究

本文根据《理工科类大学物理课程教学基本要求》,结合教学实践,从重视课程地位、教学内容调整、教学资源建设、注重教学过程等方面进行了大学物理课程教学改革的探索研究,特别强调教学过程对提高教学质量的重要性.     

理论计算中电势能零点的选取对电荷注入的影响

基于紧束缚的Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型,利用非绝热的动力学方法,研究了金属/聚合物结构中电势能零点的选取对电荷注入的影响.理论计算发现,电场越强,电势能零点的选取对电荷注入的影响就越大. 关键词： 电势能 电荷注入 非绝热动力学