Effect of functionalised silver nanoparticle on the elastic constants and ionic transport of a nematic liquid crystal

ABSTRACT

Addition of nanomaterial into pure nematic liquid crystals (NLCs) leads to improvement in the various physical properties of the liquid crystal (LC) host. Doping of nanomaterials affects the local molecular arrangement of the LC molecules. Here, we present the results of our investigation on the effect of functionalised silver nanoparticles (f-AgNPs) on the physical properties of the rod-shaped NLC, 4-trans-pentyl-cyclohexyl cyanobenzene (5PCH). The dielectric constant, threshold voltage, elastic constants, birefringence and conductivity measurements were performed on pure 5PCH and its f-AgNPs doped nanocomposites as a function of temperature in planar cell. The magnitude of dielectric anisotropy, elastic constants and birefringence in nanocomposites were enhanced with increasing concentration of f-AgNPs indicating enhancement of order parameter in the nematic medium. Threshold voltage decreases with increasing concentration of f-AgNPs. Both parallel and perpendicular components of conductivity decrease with increasing concentration of f-AgNPs due to the absorption of ion by the doped f-AgNPs. This observed decrease in conductivity in nanocomposites is further confirmed by calculating the ion transportation number and time of flight. The ion transport number i.e ionic contribution present in the LC cell was found to be 0.966 in pure 5PCH, whereas 0.830 in 0.5 wt% of f-AgNPs nanocomposite of 5PCH.     

Sb2O3的丰度对（1-x）La0.6Dy0.1Sr0.3MnO3/（x/2）（Sb2O3）电输运性质的影响

用固相反应法制备(1-x)La0.6Dy0.1Sr0.3MnO3/x/2(Sb2O3)(x=0.00,0.02,0.15)样品,通过X射线衍射(XRD)图谱,扫描电子显微镜(SEM)照片及SEM能谱(EDS),ρ～T曲线研究样品的结构及电输运性质.结果表明:Sb离子没有进入Mn位,Sb2O3包覆在La0.6Dy0.1Sr0.3MnO3颗粒表面,Sb2O3起助熔剂作用,使得复合样品的颗粒变大且大小相对均匀;复合样品的绝缘体-金属转变温度TP较纯的La0.6Dy0.1Sr0.3MnO3的TP提高20K左右,对x=0.15的样品电阻高峰值比纯的La0.6Dy0.1Sr0.3MnO3的峰值电阻率增大两个数量级,用自旋极化隧穿理论予以解释.     

单电子在含有双能级原子的空腔中的输运行为

本文构造了一个含有双能级原子的空腔系统,用来模拟一个含有双能级量子点的微腔系统, 并研究其对电子输运行为的影响.通过对该系统输运方程的求解,给出了系统输运系数的具体表达式,然后通过调整空腔及原子的本征特性以及两者的耦合性质,研究了电子在腔体中的输运行为对腔体本征属性的依赖关系. 这些结果可以为如何操控电子在微观结构器件中的输运特性提供一定的理论支持.     

无旋性前进重力波传递在均匀流中的Lagrangen解析解与试验验证Ⅱ.试验验证

针对文献[1]中的无旋性自由表面周期性规则前进重力波传递在均匀流中,本文以与前进波波向同向与反向的均匀流两种特例情况,进行试验测量,所得的波形曲线、流速分布、流体质点的运动轨迹与运动周期及其质量传输速率与Lagrange平均高程等特性,均与文献[1]中全以Lagrange方式所得的三阶解结果符合得很好.这证实本研究取定的标注流体质点的参数,正好为其在原静止水中的位置坐标值.同时亦证实波流场中由流体质点所构成的波形曲线,其波长皆同于(纯)前进波,而其传播速度为(纯)前进波波速与均匀流流速之和是具Doppler效应的;而流体质点的运动周期与其运动周期平均高程、及其质量传输速率扣掉均匀流流速等,都与(纯)前进波的相符.另外,亦揭示出流体质点的运动轨迹,在前进波波向与均匀流同向中,当流体质点在波谷断面处时沿前进波波向的流速分量为反向、零与正向时,则其形状分别为朝波向前进的扁长辐状余摆线、在波谷断面处成尖点朝下的滚轮状线与短辐形余摆线;而在前进波波向与均匀流反向中,当流体质点的质量传输速率为沿前进波波向为正向与零时,则其形状分别为朝波向前进的缩短的扁长辐形余摆线与长轴在前进波波向上椭圆形封闭曲线;而当流体质点的质量传输速率为反前进波波向,但质点在波峰断面处时沿前进波波向的流速分量分别为正向、零与反向时,则其形状分别为反波向前进的倒扁长辐形余摆线、在波峰断面处成尖点朝上的倒滚轮状线与倒短辐形余摆线.     

不同氮流量制备Mn3CuNx薄膜及其电、磁输运性质的研究

采用对靶磁控溅射方法在单晶Si(100)基片上制备了反钙钛矿结构的Mn₃CuN_x薄膜.通过控制制备过程中的反应气体氮气(N₂) 流量(N₂/Ar+N₂), 研究了氮含量对Mn₃CuN_x薄膜结构及物理性能的影响.分别利用X射线衍射仪、俄歇电子能谱、 原子力显微镜、X射线光电子能谱、物理性能测试系统和超导量子干涉仪, 对所制备薄膜的晶体结构、成分、表面形貌和电、磁输运性质进行了测试.结果表明:制备的薄膜均为反钙钛矿立方结构,且沿 (200) 晶面择优生长.随着氮含量的增大,薄膜表面粗糙度和颗粒度尺寸逐渐增大, 导致电阻率增加.氮含量对薄膜的电输运性质没有影响,所有薄膜电阻率均随着温度的降低逐渐增大, 呈现半导体型导电行为,这与对应的块体材料结果相反.Mn₃CuN_x薄膜随着测试温度的增大发生了 亚铁磁到顺磁的磁转变,且N含量的增大降低了磁有序转变温度,主要是由于N缺陷对Mn₆N八面体结构中 磁交换作用的影响所致.     

锯齿型石墨烯带缺陷改性方法研究

采用基于密度泛函理论的非平衡格林函数, 对具有不同缺陷构型的锯齿型石墨烯带(zigzag graphene nanoribbon, ZGNR) 的输运性质进行了理论计算与模拟. 研究表明, 相同数目、 不同构型缺陷结构对ZGNR的导电特性将产生不同的影响. 如A-B构型双空缺对ZGNR电导的影响最为显著, 而A-A构型双空缺对其电导的影响最小. 更为重要的是, 当引入碳环构型缺陷时, ZGNR将被改性, 即由原本的金属性质转变为半导体性质, 为缺陷调控石墨烯导电特性提供了理论依据.     

20世纪后30年中国西北西部降水年代际变化机理分析

在全球气候变暖背景下1980年代中期中国西北西部气候发生了年代际突变,降水明显增加且主要是极端降水的贡献. 本文用欧洲中期预报中心再分析资料ERA-40计算了瞬变涡动、环流、水汽输送及其散度等的年代际变化并进行了分解分析. 结果表明, 1987年后大气环流年代际变化形成"东高西低"环流背景场,西风带向该区的水汽输送增加, 水汽辐合增强,其中主要是定常波水汽输送的贡献, 其结果是造成该区及周边空气水汽含量上升, 有利于降水或极端降水的增加. 夏季该区瞬变涡动增强且造成水汽辐合, 增加了降水天气出现的频率; 冬季瞬变涡动减弱, 天气过程减少, 说明降雪增加的原因应该是空气水汽含量增加, 导致降雪强度增加. 因此该区降水的增加即有中高纬度大气变暖变湿的贡献,也有瞬变涡动的动力作用. 未来西北西部降水的趋势主要取决于瞬变涡动与大气水汽含量变化的竞争．     

双温度氦等离子体输运性质计算

获得覆盖较宽温度和压力范围内的等离子体输运性质是进行等离子体传热和流动过程数值模拟的必要条件.本文采用Saha方程计算等离子体组分, 采用基于将Chapman-Enskog方法扩展到高阶近似的方法, 计算获得了电子温度(T_e)不等于重粒子温度(T_h)的情形下, 在300 K到40000 K的温度范围内氦等离子体的黏性、热导率和电导率. 研究结果表明压力和热力学非平衡参数(θ =T_e/T_h)对氦等离子体的输运性质有较大的影响. 在局域热力学平衡条件下,计算获得的氦等离子体输运性质和文献报道的数据符合良好.     

富硅氮化硅／c—Si异质结中的电流输运机理研究

采用对靶磁控溅射方法在P型晶体硅（c—Si）衬底上沉积n型富硅氮化硅（SiNx）薄膜,形成了富硅SiNx／c—Si异质结．异质结器件呈现出较高的整流比,在室温下当V=4-2V时为1．3×10^3．在正向偏压下温度依赖的J—V特性曲线可以分为三个明显不同的区域．在低偏压区载流子的输运满足欧姆传输机理,在中间偏压区的电流是由载流子的隧穿过程和复合过程共同决定的,在较高偏压区的电输运以具有指数陷阱分布的空间电荷限制电流（SCLC）传输机理为主．     

衬底对PTCDA薄膜结构与电荷输运特性的影响

在不同导电衬底(Au,Al和ITO)上制备了PTCDA薄膜,用XRD和AFM技术研究了PTCDA薄膜的结构和表面形貌。结果表明,薄膜中的大部分PTCDA分子平面与衬底不平行,这表明薄膜垂直方向的电流传导将以电子传输为主;在ITO和Au衬底上生长的PTCDA薄膜晶粒排列规则,在薄膜垂直方向呈现出较好的电子传输性能;而在Al衬底上生长的PTCDA薄膜晶粒排列无序,电子传输性能差。通过制备单层结构有机薄膜器件,研究了PTCDA薄膜垂直方向的电子迁移率。综合应用金属-有机界面的热电子发射理论和有机层体内空间电荷限制传导理论,并考虑电场强度对迁移率变化的影响,对ITO/PTCDA/Al器件的电流密度-电压曲线进行拟合,得到ITO衬底上生长的PTCDA薄膜在垂直方向随电场强度变化的电子迁移率数值。