氢化硅薄膜光吸收近似特性研究

利用等离子体化学气相沉积系统在直流电压源和射频源的双重激励下,以康宁7059玻璃为衬底制备了氢化硅薄膜．过测定氢化硅薄膜Raman光谱,对薄膜微结构进行了表征;建立氢化硅薄膜的光吸收模型,计算出薄膜的光吸收系数和光学带隙,和实验结果基本一致,说明该模型符合实验结果;并利用该模型计算的光吸收系数和光学带隙,结合AMPS软件对设计的太阳电池结构进行了模拟,给出的I-V特性曲线变化趋势与实验结果基本符合,同时对实验结果与模拟结果存在差异的原因进行了分析,并给出合理解释． 关键词： 氢化硅薄膜 光吸收系数 光吸收模型     

缅甸蟒蛇腹鳞表面的摩擦机理及摩擦各向异性研究

采用原子力显微镜观察缅甸蟒蛇腹鳞表面的微观结构,采用UMT-2型摩擦磨损试验机研究不同载荷及运动方向的腹鳞表面的宏观摩擦各向异性,建立了摩擦运动的接触模型,分析了腹鳞表面的磨损机理.结果表明:腹鳞表面的微观结构由指状微突体和板结构部分周期排列而成,其结构可用9个特征参数定量描述;腹鳞表面摩擦力由分子作用力、表面微突体的犁沟力、楔形作用力以及材料弹性滞后共同引起;腹鳞表面的摩擦系数在0.07左右并与运动方向有关,摩擦系数随载荷增加而减小;后向运动及左、右侧向运动时摩擦系数基本相等,比前向运动时高33%左右;腹鳞表面微突体不同方向上倾斜角度的差异是引起摩擦各向异性的主要原因.研究结果对仿生制造摩擦各向异性表面提供实验依据.     

黑磷纳米通道内压力驱动流体流动特性

运用分子动力学方法探索了水-黑磷流-固界面各向异性、水流驱动力、黑磷通道宽度和黑磷层数等对黑磷通道内Poiseuille水流流动特性的影响规律.研究结果表明:随着驱动力的增加,边界滑移速度随之增加各向异性也会对压力驱动作用下纳米通道内的水分子的流动特性产生影响,具体表现为边界滑移速度会随着手性角度的增加而减小,而水分子黏度系数却不受各向异性的影响.发现黑磷表面天然的褶皱结构所产生的粗糙势能表面,是导致流固界面各向异性特性的本质原因.在加速度值保持不变的情况下,研究纳米通道宽度和黑磷层数对水分子流动特性的影响,发现随着纳米通道宽度的增加,水分子滑移速度随之减小;双层模型中水分子的速度分布与单层模型差异微小,而随着层数的增加,黑磷-水流固交互界面能随之增加,各向异性规律依然保持不变.研究结果将为水-黑磷流体器件设计与制备提供理论基础.     

多孔石墨烯时间维度反渗透滤盐机理研究

时间维度选择性反渗透原理虽然克服了反渗透膜微孔尺寸的限制,一定程度上突破了渗透性和选择性之间的平衡,但多层反渗透膜时间维度的滤盐机理尚未明晰.本文采用分子动力学方法,揭示了多孔石墨烯反渗透膜的厚度和剪切速度对盐水反渗透特性的影响规律.结果表明,随着多孔石墨烯反渗透膜旋转速度的增加,离子截留率增加而水通量先增加后降低;反渗透膜厚度的增加会提高离子截留率,但阻碍了水通量的上升.本文创新性地对三层石墨烯反渗透膜上的纳米孔结构进行了设计研究,发现梯度孔结构在保证高选择性的同时提高了渗透性;供给端最内层纳米孔径的变化对水通量的影响最为显著,水通量随该孔径的增加而快速上升.研究结果进一步阐明并验证了时间维度反渗透滤盐机理,利用梯度孔的设计提升了相同膜厚度情况下的水通量,为大尺度滤盐设备的设计研发提供了理论基础.     

在干摩革命擦和46号油润滑条件下滑动导轨副的爬行性能研究

针对金属切削机床（特别是数控机床）等机械设备中工作台沿着导轨低速运动时发生的爬行现象，建立了模拟滑动导轨副的试验台架．利用这种试验台架分别在于摩擦和４６号油润滑条件下，对滑动导轨副的爬行性能进行了模拟试验研究与考察，并且讨论了接触压力对具有固体润滑徐层的滑动导轨副防爬性能的影响．结果表明，摩擦引起法向接触振动导致摩擦系数随着滑动速度的增加而下降是产生爬行的直接原因，不同接触压力下固体润滑涂层滑动导轨副发生爬行的程度不同，在此基础上，提出用Ｌ＝μ静／μ动作为评价滑动导轨副防爬性能的准则：Ｌ＞１．００时的防爬性能差，Ｌ在０．９６－１．００之间时的防爬性能一般，Ｌ≤０．９５时的防爬性能良好．此外，还针对性地提出了防爬措施．     

用侧向力显微镜对不同非晶态GeSbTe薄膜的摩擦性能研究

采用侧向力显微镜研究了磁控溅射方法制备的GeSbTe薄膜在大气环境中的纳米级摩擦性能,考虑了相对湿度、扫描速度及表面粗糙度对其摩擦性能的影响,对比不同成分的GeSbTe薄膜的摩擦特性.结果表明:在相对湿度较大时,扫描速度对针尖和GeSbTe薄膜之间的摩擦力影响很大;在其它条件相同、外加载荷较大时,同一载荷下的摩擦力与表面粗糙度呈线性关系,但在外加载荷较小的情况下,二者呈现非线性变化规律;相对湿度对Ge2Sb2Te5薄膜和针尖的粘附力影响较GeSb2Te4薄膜弱,且粘附力使得摩擦系数减小;在同一相对湿度下,由于薄膜成分的变化导致硬度不同,其对薄膜的摩擦性能也有一定影响.     

溶胶-凝胶制备ZnO-SiO2复合膜的量子效应和上转换发光

采用溶胶-凝胶技术在玻璃衬底上制备了ZnO薄膜和ZnO-SiO₂复合膜.原子力显微镜照片显示ZnO薄膜具有球状纳米晶粒;可见光-紫外透射光谱表明ZnO-SiO₂复合膜在可见光区的透过率大约是85%,透过率从330 nm开始下降,到290 nm附近降为零.由于量子效应,吸收边出现明显的蓝移.在室温下用不同波长的光激发ZnO-SiO₂复合膜,光致发光谱显示ZnO-SiO₂复合膜对应于激子发射的290 nm附近的紫外发光峰与透射谱所显示的吸收边位置一致,没有出现斯托克斯红移.同时,ZnO-SiO₂复合膜出现了双光子和三光子吸收现象和上转换发光现象. 关键词： 2')" href="#">ZnO-SiO₂ 量子效应 双光子和三光子吸收 上转换发光     

Electrocaloric Effect of P(VDF-TrFE)/SrTiO_3 Bilayer Thin Films

A phenomenological thermodynamic theory is applied to investigate the effect of misfit strain and electric field on the electrocaloric effect of P(VDF-TrFE)/SrTiO 3 bilayer thin films.Theoretical results indicate that the low electric field results in the decrease of the average polarization with the increase of the relative thickness of SrTiO 3 layer,and the high electric field has an opposite effect on it.Moreover,the electrocaloric effect strongly depends on the electric field.The low electric field and the small field change can lead to a maximum of the electrocaloric effect,meanwhile the high electric field or the large field change results in the opposite trend.     

Electronic band transformation from indirect gap to direct gap in Si-H compound

The electronic band structures of periodic models for Si-H compounds are investigated by the density functional theory.Our results show that the Si-H compound changes from indirect-gap semiconductor to direct-gap semiconductor with the increase of H content.The density of states,the partial density of states and the atomic charge population are examined in detail to explore the origin of this phenomenon.It is found that the Si-Si bonds are affected by H atoms,which results in the electronic band transformation from indirect gap to direct gap.This is confirmed by the nearest neighbour semi-empirical tight-binding (TB) theory.     

NBT-Eu纳米粉体的水热合成及其发光性能研究

采用水热合成法、在不同条件下制备Na0.5Bi0.49Eu0.01Ti O3(NBT-Eu)纳米粉体。通过X射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见光谱、透射电子显微镜、荧光光谱对样品进行表征。结果表明,在200℃、碱浓度12 mol·L-1、反应时间24 h、添加剂OP-10用量为0.6 m L时,可以得到纯三方钙钛矿结构的NBT-Eu粉体,该粉体以直径为15~200 nm的纳米棒形式存在。NBT-Eu粉体在458 nm激发下,产生689 nm的荧光,该荧光由Eu3+的5D0→7F4能级跃迁产生。