单空位缺陷诱导的扶手椅型石墨烯纳米带电学性能的转变

本文基于密度泛函理论的第一性原理计算了单空位缺陷对 扶手椅型石墨烯纳米带电学特性的影响. 计算结果表明: 当单空位位于纳米带边缘位置时, 系统结构最稳定. 不同位置上单空位缺陷的引入都会使得原本为半导体的本征 扶手椅型石墨烯纳米带变成金属性; 随着单空位浓度的减小, 其对纳米带能带结构的影响逐渐减弱; 随着纳米带宽度的增大, 表征其金属性的特征值表现出震荡性的减弱. 单空位缺陷诱导的扶手椅型纳米带的半导体特性到金属特性的转变为石墨烯在 电子器件中的应用提供了理论指导. 关键词： 扶手椅型石墨烯纳米带 单空位缺陷 电学性能     

SIMULATION OF THE INTERFACED STRUCTURAL COMPONENT BASED ON A MULTIPLE-TIME-SCALE ALGORITHM

A multiple-time-scale algorithm is developed to numerically simulate certain structural components in civil structures where local defects inevitably exist. Spatially, the size of local defects is relatively small compared to the structural scale. Different length scales should be adopted considering the efficiency and computational cost. In the principle of physics, different length scales are stipulated to correspond to different time scales. This concept lays the foundation of the framework for this multiple-time-scale algorithm. A multiple-time-scale algorithm, which involves different time steps for different regions, while enforcing the compatibility of displacement, force and stress fields across the interface, is proposed. Furthermore, a defected beam component is studied as a numerical sample. The structural component is divided into two regions： a coarse one and a fine one; a micro-defect exists in the fine region and the finite element sizes of the two regions are diametrically different. Correspondingly, two different time steps are adopted. With dynamic load applied to the beam, stress and displacement distribution of the defected beam is investigated from the global and local perspectives. The numerical sample reflects that the proposed algorithm is physically rational and computationally efficient in the potential damage simulation of civil structures.     

基于Galerkin法研究应力波作用下复合材料板的动力学失稳

基于Kirchhoff薄板理论和Hamilton原理,考虑应力波效应,对含初始几何缺陷的三边简支、一边固支的复合材料板,建立了振动控制方程,得到了其屈曲临界荷载表达式。采用MATLAB编程进行数值计算,讨论了初始几何缺陷、初相位、铺层角度、屈曲模态阶数及铺层层数对板屈曲临界荷载的影响。结果表明:复合材料板的屈曲临界载荷随临界长度增大、铺设厚度减小、初始几何缺陷系数增大、振型函数初相位减小而减小。此外,复合材料板的各层铺层角度与荷载作用方向的夹角越小,屈曲临界载荷越大,当板的对称铺设层数达到7层时,临界荷载趋于稳定。     

含有小尺寸分层缺陷复合材料压力容器的应变响应及分析

采用乙烯基酯树脂预浸料,利用缠绕法制造了ECR耐腐蚀玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料压力容器,在水压试验过程中基于电测法测量压力容器筒体的应变变化情况,结合Abaqus/Explicit有限元模拟重点预测了含有内部分层缺陷的压力容器在外载荷作用下的应变响应。试验和模拟结果表明:该有限元模型的结果与实验结果的相对误差小于12%;当含有内部分层缺陷(缺陷直径分别为10、20、30、40和50 mm)的复合材料压力容器受到位移载荷时,周向应变是主要应变,最大纵向应变和Mises应力位置与加载位置重合,且最大Mises应力随分层面积的增加而增大。     

Lu2SiO5∶Ce荧光粉的热释光特性研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)技术,分别在空气中和石墨提供的弱还原气氛下制备出Lu2SiO5∶Ce0.006荧光粉。通过分析样品的结构,光致激发、发射谱和热释光谱等特性,发现弱还原气氛下制备的样品不仅光致发光强度比空气中的强,而且热释光曲线中598K处的高温热释光峰也得到了抑制。进一步考察空气中制备的Lu2SiO5∶Ce0.006,Kx(x=0.01～0.08)荧光粉,结果表明就光致发光和热释光特性而言,K+共掺杂具有与还原气氛类似的作用。综合以上两方面分析结果,可认为598K处热释光峰是由与Ce4+相关的缺陷引起的,并对K+共掺杂LSO∶Ce发光增强的原因给出了合理解释。     

有序MEH-PPV/PVP静电纺丝纤维的皮秒全荧光各向异性研究

静电纺丝是一种简单并有效制备连续纳米纤维的手段。作者利用平行电极法成功制备了有序排列的MEH-PPV/PVP静电纺丝纳米纤维,并用超快光谱的方法进行研究。激发光和荧光的方向分别沿着纤维轴的轴向和径向。径向发射的荧光稳态荧光光谱比轴向发射的荧光蓝移,说明径向的聚合度比轴向较低。有序纤维荧光在所有荧光波长范围内,径向发射荧光的激子迁移速度快于轴向发射荧光的激子迁移速度。     

基于MA-OWA和灰色评估法的企业信息集成服务供应商选择研究

为了降低企业信息集成的风险,提出了通过多数集(Majority Additive,MA)的有序加权平均(Ordered Weighted Averaging,OWA)和灰色评估法来选择集成服务供应商.构建了企业信息集成服务供应商评价指标体系.针对供应商选择问题的复杂性,提出了基于MA-OWA和灰色评估法相结合的选择决策模型.通过具体案例研究证明了整个评价指标体系及模型是可操作、实用和有效的.     

氮掺杂和空位对石墨烯纳米带热导率影响的分子动力学模拟

石墨烯是近年纳米材料研究领域的一个热点,其独特的热学性质受到了广泛关注,为了实现对石墨烯传热特性的预期与可控,利用氮掺杂和空位缺陷对石墨烯进行改性.采用非平衡态分子动力学方法研究了扶手形石墨烯纳米带中氮掺杂浓度、位置及空位缺陷对热导率影响并从理论上分析了热导率变化原因.研究表明氮掺杂后石墨烯纳米带热导率急剧下降,氮浓度达到30%时,热导率下降了75.8%;氮掺杂位置从冷浴向热浴移动过程中,热导率先近似的呈线性下降后上升;同时发现单原子三角形氮掺杂结构比多原子平行氮掺杂结构对热传递抑制作用强;空位缺陷的存在降低了石墨烯纳米带热导率,空位缺陷位置从冷浴向热浴移动过程中,热导率先下降后上升,空位缺陷距离冷浴边缘长度相对于整个石墨烯纳米带长度的3/10时,热导率达到最小.石墨烯纳米带热导率降低的原因主要源于结构中声子平均自由程和声子移动速度随着氮掺杂浓度、位置及空位缺陷位置的改变发生了明显变化.这些结果有利于纳米尺度下对石墨烯传热过程进行调控及为新材料的合成应用提供了理论支持.     

基于反射式脉冲红外热成像法的定量测量方法研究

本文提出了一种利用反射式脉冲热成像法测量缺陷深度、热扩散系数或缺陷界面热波反射系数的方法. 首先,介绍了脉冲热成像法的基本原理以及定量测量算法.其次,利用304不锈钢制作了平底孔试件 并预埋了四种不同物质并进行了实验,给出在不同条件下对缺陷深度、热扩散系数或缺陷界面热波 反射系数测量的结果.实验结果显示实际测量值与其他方法测量值基本符合, 误差范围在±5%以内, 并讨论了影响测量精度的原因.     

位移辐射效应对量子阱激光器性能的影响

使用加速器对量子阱半导体激光器进行了总通量1×10¹⁶cm^-2的电子辐照实验.辐射实验结果表明,在辐射环境下激光器的输出功率下降、阈值电流增加.从理论上分析了位移效应对量子阱激光器的影响,并推导了电子通量与相对阈值电流变化、相对输出功率变化的函数关系式.该公式的计算结果与实验测试结果符合很好,有效地反映了电子辐照环境下激光器的性能变化趋势.该公式可用于预测激光器在辐射环境下的性能变化,有着较大实际应用价值.