基于微弱磁场测量的钢丝绳无损探伤

在漏磁原理以及磁偶极子模型的基础上,基于理论分析和数值仿真结果,设计了便携式钢丝绳无损探伤装置．对不同类型(内部、外部)缺陷的漏磁信号进行在线监测,通过分析漏磁信号波形和B_y-B_x图,建立了漏磁信号与缺陷之间的定性和定量关系,实现了钢丝绳损伤的高精度在线定量识别和定位．     

Al2O3忆阻器中氧空位对阻值转换性能的影响研究

忆阻器能够在外加电压下实现高阻态与低阻态的转换,在存储器件及仿神经网络计算等方面有着重要的应用。本文通过在Si衬底上制备得到Pt-Al2O3-Pt的金属-绝缘层-金属结构的忆阻器器件,研究了氧空位对阻值转换性能的影响。利用原子层沉积技术工艺控制生长不同氧空位浓度的Al2O3薄膜,测量并比较其Ⅰ—Ⅴ循环曲线,发现仅有在氧空位浓度较高情况下忆阻器才能够实现在高阻态和低阻态之间的转换。本文实验结果表明氧空位对于实现阻值转换性能有着重要的影响,对生长制备忆阻器器件有着重要意义。     

WO_3(001)表面活性氧物种的理论研究

采用第一性原理结合周期性平板模型的方法,对O_2在完整和缺陷WO_3(001)表面的吸附行为进行了研究.结果表明:WO_3(001)完整表面上吸附态的O_2不易成为表面氧化反应的活性氧物种,当吸附质与表面作用时,将优先与表面晶格氧(O_t)成键,进而形成表面缺陷态,体系呈现金属性,电导率增大.比较O_2在缺陷表面上各吸附构型的吸附能发现,O_2的吸附倾向于发生在缺陷位置(W_v)上,且表现为氧气分子中的两个氧原子均与缺陷位W_v作用,形成新的活性氧物种(O_2~-);吸附后表面被氧化,电导率降低.     

LiFePO4中对位缺陷的第一性原理研究

基于考虑了Fe-3d电子间的库仑作用U和交换作用J的GGA+U方案,应用第一性原理计算方法系统研究了LiFePO₄的对位缺陷,以及对位缺陷的形成对材料的电导率和离子扩散速率的影响.结果表明,Li/Fe交换缺陷是最容易形成的,形成缺陷后的Fe—O键变长,扩宽了Li离子传输通道,有利于Li离子在通道中的扩散,对材料电化学性能的改善起到了一定的作用.     

发展固态量子信息与计算的实验研究

量子计算与量子信息是21世纪基础和应用科学研究的一大挑战.要实现实用意义上的量子信息和量子计算,必须解决量子比特系统的可拓展性问题.基于现代半导体技术的固态量子系统,其应用和最终产业化的可行性较高.然而,固态量子体系受周边环境的影响比较严重,控制其退相干,维持其量子状态的难度更高.实验固态量子计算的研究是个新的领域,尚无实用的技术和方法. 文章介绍了中国科学院物理研究所固态量子信息和计算实验室近几年来新开辟的自旋、冷原子、量子点(包括原子空位)、功能氧化物和关联体系等固态量子信息的新载体和同量子计算与量子信息相关的科学与技术难题的实验研究.     

金红石TiO_2中本征缺陷扩散性质的第一性原理计算

基于密度泛函理论的爬坡弹性带方法,对金红石相二氧化钛晶体中钛间隙、钛空位、氧间隙、氧空位4种本征缺陷的扩散特征进行了研究.对比4种本征缺陷在晶格内部沿不同扩散路径的过渡态势垒后发现,缺陷扩散过程呈现出明显的各向异性.其中,钛间隙和氧间隙沿[001]方向具有最小的扩散势垒路径,激活能分别为0.505 eV和0.859 eV;氧空位和钛空位的势垒最小的扩散路径分别沿[110]方向和[111]方向,激活能分别为0.735 eV和2.375 eV.     

象面全息无损检测的实验研究

本文对象面全息无损检测方法进行了实验研究,结果表明该方法可用白光再现;同时,对于小缺陷可进行放大成象,从而提高了对小缺陷的判别精度。     

氧化锌纳米带中的面缺陷

面缺陷是纳米带中非常普遍和非常重要的一类缺陷.在有些情况下,面缺陷对于高表面能指数面的出现起着决定性的作用, 同时,它们可以诱导纳米带沿着特殊的方向生长.面缺陷可以是孪晶或双晶,层错和由杂质原子聚集在特定原子面所形成的间隙原子层.在本文中,利用透射电子显微术,我们将介绍氧化锌纳米带中被发现的几种面缺陷.我们确认了两种孪晶/双晶结构,它们的孪晶面分别是(0113)和(2112)面.基面层错有I1 和I2两种.在大尺寸的纳米带中,I1基面层错可以折叠到(2110)面形成棱面层错.当少量的In离子掺入氧化锌纳米带后,我们发现伴随着杂质In在基面的聚集,形成了两种倒反畴界.     

玻璃中CdSeS纳米晶体的生长及其性能

对掺有镉、硒、硫的玻璃在500—800℃退火2—24h,生长了不同尺寸的CdSxSe1x纳米晶体.用分光光度计和光致发光光谱(PL)分析了纳米晶体的性能.退火温度低于550℃,纳米晶体处于成核阶段,600—625℃处于正常扩散生长阶段,700—800℃处于竞争生长阶段;而650℃处于两种生长阶段之间.虽然650℃下生长的纳米晶体的尺寸分布比较窄,但纳米晶体的尺寸随退火时间的延长几乎不变,在该温度改变退火时间很难改变纳米晶体的平均尺寸.在所有样品中出现了深能级缺陷,在650℃退火时间小于4h或大于16h有利 关键词： 纳米晶体 生长机理 深能级缺陷     

S空位调节扶手型二硫化钼纳米带的电子性质

二硫化钼纳米带按边界结构特征可分为锯齿型和扶手型,在制备过程中,不可避免地会存在一定的缺陷,其中硫空位(VS)最为常见,它将改变纳米结构,进而影响其电子性质。本文采用密度泛函理论来研究S空位对扶手型二硫化钼纳米带性质的影响。计算结果表明：纯扶手型二硫化钼纳米带（AMoS2NRs）为非磁性半导体,但其物性受S空位的位置及浓度所调制。当S空位出现在纳米带内部时,其性质不变。但当S空位在纳米带边缘时,AMoS2NRs被调节成半金属;并随着S空位的浓度的增加,其物性从半金属转变为稀磁半导体。这一有趣的发现将使得低维MoS2纳米材料在自旋电子学上有更宽广的应用。