银纳米立方颗粒表面等离子激元增强β-NaYF4∶Er3+,Yb3+上转换的研究

分别采用化学还原法和共沉淀法合成银纳米立方颗粒和β-NaYF4∶Er3+,Yb3+上转换纳米发光材料.银纳米立方颗粒的表面等离子共振吸收宽带位于370 ～750 nm.在油酸溶液体系中,实现了银纳米立方颗粒对上转换纳米材料荧光的表面等离子激元增强,研究了银纳米立方颗粒的掺杂浓度对上转换红光和绿光发射的影响.当银纳米立方颗粒掺杂浓度为2.0;时,对β-NaYF4∶Er3+,Yb3+上转换发光增强达到最大.红光和绿光上转换发射对应的最大增强因子分别为1.97和1.79.     

NaBaPO4∶Eu3+,Yb3+的近红外下转换机制

采用固相法制备了掺杂Eu3+,Yb3+的NaBaPO4下转换荧光粉.在394 nm紫外光激发Eu3+下,获得了对应于Yb3+∶2 F7/2→2F5/2发射的1004 nm的近红外光.测量了样品的可见和近红外荧光光谱以及Eu3+的衰减曲线,验证了Eu3+到Yb3+的能量传递.观测到了样品的下转换过程,并未观测到量子剪裁现象.研究表明:Yb3+的荧光强度和能量传递效率随着Yb3+掺杂浓度的变化而变化,当样品中Eu3+,Yb3+的掺杂浓度都为5;时,具有最强的近红外发光,Eu3+到Yb3+的能量传递效率为67.9;.     

NaYF4:Er3+,Yb3+纳米材料的量子剪裁动力学分析

采用共沉淀法合成NaYF4:Er3+,Yb3+纳米材料,测量其吸收光谱和荧光光谱.利用吸收光谱,计算Er3+离子的辐射跃迁几率.分析489 nm激发下NaYF4:Er3+,Yb3+的量子剪裁近红外荧光光谱,观察到中心波长位于980 nm (Yb3+:2F5/2→2 F7/2)的发射峰;拟合不同Yb3+掺杂浓度下Er3+的2H11/2能级的荧光衰减曲线,得到随着Yb3+浓度的增加,Er3+的寿命逐渐缩短,表明Er3+→Yb3+的能量传递效率和量子剪裁效率逐渐提高.通过Er3+-Yb3+量子剪裁速率方程,计算得最佳掺杂浓度样品NaYF4:2;Er3+,10;Yb3+纳米材料的量子剪裁效率为149.6;.     

ZnO纳米花的制备及其性能

利用化学气相沉积法, 在铜箔上成功制备出形似自然界中刺球花的ZnO纳米花结构. 实验进一步研究了氧气和氩气流量比例分别为1:150, 1:200, 1:250和1:400时对ZnO纳米花结构和性能的影响. 结果表明, ZnO纳米花上的ZnO纳米棒的长径比随氧气氛的减少而减小; 在氧气和氩气流量比例为1:250时制备出的ZnO纳米花尺寸均匀、形貌均一、花型结构最完美. ZnO 纳米花的室温光致发光谱表明, 随着氧气氛的减少, 可见区域的发光从一个波包变成一个宽峰, 且与锌空位相关的缺陷发光峰在减弱, 与氧空位相关的缺陷发光峰在增强. 基于实验结果, 提出了一种在铜箔上制备ZnO纳米花结构的生长模型.     

基于忆容器件的神经形态计算研究进展

人工智能的快速发展需要人工智能专用硬件的快速发展,受人脑存算一体、并行处理启发而构建的包含突触与神经元的神经形态计算架构,可以有效地降低人工智能中计算工作的能耗.记忆元件在神经形态计算的硬件实现中展现出巨大的应用价值;相比传统器件,用忆阻器构建突触、神经元能极大地降低计算能耗,然而在基于忆阻器构建的神经网络中,更新、读取等操作存在由忆阻电压电流造成的系统性能量损失.忆容器作为忆阻器衍生器件,被认为是实现低耗能神经网络的潜在器件,引起国内外研究者关注.本文综述了实物/仿真忆容器件及其在神经形态计算中的最新进展,主要包括目:前实物/仿真忆容器原理与特性,代表性的忆容突触、神经元及神经形态计算架构,并通过总结近年来忆容器研究所取得的成果,对当前该领域面临的挑战及未来忆容神经网络发展的重点进行总结与展望.     

惠斯通电桥实验的分析

惠斯通电桥的灵敏度是影响电阻测量精度的一个主要因素。本论文探究了惠斯通电桥的灵敏度与电源的电动势、桥臂的电阻、桥臂的比例之间的关系。理论分析显示了，电路的总电流保持恒定的情况下，桥臂的比例越大，惠斯通电桥的灵敏度越低，电阻测量的精度越低。另外，桥臂的比例保持不变且电路总电流不大的情况下，电路的总电流越大，惠斯通电桥的灵敏度越高，电阻测量的精度越高。实验测量得到的数据肯定了理论分析得到的结论。     

大气降雨俘获空气中短寿命氡子体实验研究

为了研究降雨对空气中短寿命氡子体的清洗机制,设计了分别模拟大气降雨的水汽凝结过程和雨粒下降过程的两个实验装置,并进行了多次实验,实验水样采用低本底 能谱仪进行测量。实验结果表明:凝结水的短寿命放射性计数与本底相近,说明水汽凝结不能俘获短寿命氡子体。某一次自来水冲刷空气后获得了高出本底30.9% 的初始 计数,其半衰期为35.7 min,纯净水冲刷空气后获得了高出本底19.6%的初始计数,这些计数主要是由氡子体214Pb 和214Bi 引起的。可见,无论是自来水还是纯净水,它们冲刷空气后都能俘获短寿命氡子体,且半衰期和放射性核素种类均与雨水相似。这一实验结果充分说明:大气降雨的短寿命放射性不是在水汽凝结阶段而是在降落阶段对空气的冲刷获得的,是在降落过程中俘获了空气中的短寿命氡子体214Pb 和214Bi 而引起的。本次实验结果为降雨对空气中短寿命氡子体的冲刷清洗机制提供了最有力的证据。To investigate the underpinning mechanism of rainfall-scavenging of the atmospheric short-lived radon daughters, two experiments simulating water vapor condensing procedure and raindrop falling procedure were conducted. The radioactivity of the tested water was measured by low-background   γ spectrometry. The obtained results showed that the γ-ray counts of condensed water was on the same level as the background,which proved that water vapor condensation cannot trap short-lived radon daughters. In contrast, the initial γ-ray count of washout water (35.7 min half-life) was increased by 30.9% after washing the atmosphere with tap water. Similarly, the initial  -ray count of washout water was increased by 19.6% after washing the atmosphere with puri ed water. These counts originated mainly from radon daughters 214Pb and 214Bi. Obviously, both tap water and puri ed water can trap short-lived radon daughters when washing the atmosphere. Furthermore, the half-life and the kinds of radioactive nuclides in the washout water are similar to that in the rainfall water.These experimental results are able to ascertain that short-lived radon daughters in precipitation come mainly from scavenging (washout) and not from water vapor condensation within the cloud. It is in the process of falling that raindrops trapped short-lived radon daughters 214Pb and 214Bi. The obtained results as demonstrated here provide a powerful evidence for understanding the washout mechanism of short-lived radon daughters from theatmosphere by rainfall.     

中华传统文化润物无声——以“角动量”为例开展研究性学习

在研究性学习中融入中华传统文化,将古代的“被中香炉”作为教学引入,引发学生学习兴趣,开展“角动量”相关知识的研究性学习.结合高中物理必修二中开普勒第二定律的知识点,引导学生理解角动量及角动量守恒定律.     

铁酸铋薄膜光电流的磁场调制研究

BiFeO₃作为一种具有体光伏效应的室温多铁材料,是近年来多功能材料领域的研究热点.其中磁、光、电等多种性能之间耦合作用的共存带来了丰富而复杂的物理内涵.利用脉冲激光沉积在导电玻璃(SnO₂:F,FTO)衬底上沉积了BiFeO₃薄膜,实验结果表明,该薄膜具有良好的铁磁和铁电性能,并通过磁场实现了对薄膜光电性能的调控.在标准太阳光照的同时施加1.3 kOe (1 Oe=103/(4π) A/m)磁场下,磁-光电流变化率达到232.7%. BiFeO₃薄膜中的磁-光电流效应来自于光磁电阻效应,即光生电子在磁场作用下成为自旋光电子,在材料导带运动过程中受到自旋相关散射而具有光磁电阻效应;此外,磁场作用使这些自旋光电子受到的畴壁散射减弱也进一步增强了磁光电流效应.本文为磁场、光场调控多铁性薄膜的磁、光、电等物理特性提供了参考,为多功能光电材料领域的器件研究与应用提供了基础.     

Cr二维单层薄片中Jahn-Teller效应的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算,本文对Cr单层薄片的一系列二维结构（长方、正方、六角、斜方和中心长方晶格）进行了结构稳定性和电子性质研究.结果表明,在Cr的二维体系中,对称性较低的斜方晶格和中心长方晶格是稳定的,对称性较高的正方和六角晶格是不稳定的,而长方晶格的形成能很小.Cr二维原子薄片的两种稳定结构都是六角结构畸变的结果,六角晶格的键角减小时会形变成斜方晶格,键角增大时会形变成中心长方晶格,这是由于Jahn-Teller效应使简并能级自发破缺,继而结构产生降低对称性的形变,最终使得体系变得稳定.