三维溃坝流的光滑粒子动力学方法模拟

采用光滑粒子动力学SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)方法对三维溃坝流问题进行了数值模拟。为了逼真地模拟出坝内水体与壁面间相互作用而产生的水花飞溅、融合以及近壁面流动等现象,加入了混合长度形式的湍流模型。为了有效地防止粒子穿透固壁,提出了一种新型的适合三维数值模拟的固壁边界处理方法。应用SPH方法对三维溃坝流进行了数值模拟,并分别考虑了未添加障碍物和添加圆柱障碍物两种情形。计算结果表明,改进SPH方法能够精细地捕捉溃坝流在不同时刻的自由液面,并获得稳定而精确的数值结果。     

Fe3O4/LDHs复合结构的制备及吸附性能研究

分别采用两种方式(一步合成法和二步合成法)在Fe3O4表面生长层状双金属氢氧化物(LDHs),得到了Fe3O4/LDHs复合材料.利用X-射线衍射、电子显微分析、红外光谱和交变梯度磁强计等测试方法研究了LDHs和Fe3O4的复合方式对复合材料形貌、粒径、结晶性、磁性能和吸附性能的影响.同时对比分析了LDHs和Fe3O4/LDHs复合材料对Cr(Ⅵ)离子的平衡吸附规律.结果表明,采用一步合成法制备的Fe3O4/LDHs复合材料具有良好的磁性能和吸附性能.     

基于二维材料MXene的仿神经突触忆阻器的制备和长/短时程突触可塑性的实现

兼具长时程可塑性与短时程可塑性的电子突触被认为是类脑计算系统的重要基础.将一种新型二维材料MXene应用到忆阻器中,制备了基于Cu/MXene/SiO_2/W的仿神经突触忆阻器.结果表明, Cu/MXene/SiO_2/W忆阻器成功实现了稳定的双极性模拟阻态切换,同时成功模拟了生物突触短时程可塑性的双脉冲易化功能和长时程可塑性的长期增强/抑制行为,其中双脉冲易化的易化指数与脉冲间隔时间相关. Cu/MXene/SiO_2/W忆阻器的突触仿生特性,归功于MXene辅助的Cu离子电导丝形成与破灭的类突触响应机理.由于Cu/MXene/SiO_2/W忆阻器兼具长时程可塑性与短时程可塑性,其在突触仿生电子学和类脑智能领域将会具有巨大的应用前景.     

基于两步退火法提升Al/n~+Ge欧姆接触及Ge n~+/p结二极管性能

锗(Ge)中高激活浓度、低扩散深度的n型掺杂是实现高性能Ge n-MOSFET的重要前提条件.本文采用低温预退火与脉冲激光退火相结合的两步退火法,结合磷离子注入,制备Al/n~+Ge的欧姆接触以及Ge n~+/p结二极管.通过电流-电压特性测试来研究Al/n~+Ge的欧姆接触以及Ge n~+/p结二极管的性能,测试结果表明:低温预退火可初步修复注入损伤,并降低激光退火时杂质的扩散深度;结合离子注入工艺和两步退火工艺,Al/n~+Ge欧姆接触的比接触电阻率降至2.61×10~(-6)Ω·cm~2,Ge n~+/p结二极管在±1V的整流比提高到8.35×10~6,欧姆接触及二极管性能均得到了显著提升.     

基于波长控制的LiNbO3晶体强电场传感器

为了抵消自然双折射引起的Pockels电场传感器的工作点漂移,设计了一种基于波长控制的铌酸锂晶体强电场传感器。设计的传感器系统包括:可调谐激光器、Pockels传感器、微控制单元及光电探测器。采用微控制器控制可调谐激光器的输出波长,使传感器具有π的固有相位偏置,即使传感器工作在线性区。仿真结果表明:当设计的传感器晶体长度大于0.45mm时,在1530～1565nm范围内可以找到使传感器工作在线性区的工作波长。最后结合传感器最大可测电场与半波电场之间的关系E_(max)≈0.3Eπ,得出传感器晶体长度为6.32mm,光沿z方向传播,x方向加电场,传感器最大可测电场为1000kV/m,此时调谐传感器的工作波长为1546.1nm可以使传感器工作在线性区。     

Passively Q-switched self-frequency doubling Nd~(3+):ReCa_4O(BO_3)_3(Re=Y,Gd) lasers with tin diselenide as a saturable absorber

With tin diselenide(SnSe_2) film as a saturable absorber(SA), the passively Q-switched self-frequency doubling(SFD) lasers were realized in Nd~(3+):ReCa_4O(BO_3)_3(Re = Y, Gd) crystals. For Nd:YCa_4O(BO_3)_3 crystal, the maximum average output power at 532 nm was 19.6 mW, and the corresponding pulse repetition frequency, pulse duration, single pulse energy, and peak power were 17.6 kHz, 91.9 ns, 1.1 μJ, and 12.1 W, respectively. For Nd:GdCa_4 O(BO_3)_3 crystal, these values were 14.5 mW, 22.1 kHz, 48.7 ns, 0.66 μJ, and 13.5 W.     

聚左旋乳酸/聚消旋乳酸共混物的结晶行为

非晶态聚消旋乳酸(PDLLA)对PLLA的结晶行为有较大的影响。本文利用差示扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)对不同分子量PLLA、PDLLA按不同比例制得的共混物结晶进行了系统研究。结果表明随PDLLA含量的增大PLLA冷结晶温度升高,且越接近熔融温度。PDLLA分子量较小时PLLA球晶特征被明显破坏,PDLLA分子量较大时PLLA更易形保持球晶特征且易形成环带球晶形貌,这与结晶速率与非晶组分的扩散速率匹配程度有关。低分子量的PDLLA使PLLA的最大生长速率对应的温度出现在较低温度。     

隐形结构光三维成像动态背景光干扰抑制技术

结构光照明成像在近距离高分辨率物体三维测量方面具有重要应用。在传统结构光照明成像的基础上,提出了隐形结构光三维成像动态背景光干扰抑制技术,对实际目标进行了三维轮廓获取,并对动态背景光的抗干扰能力进行了详细的分析和验证。基于激光干涉原理产生的结构光,投射两束正交偏振光束到物体表面并不产生干涉条纹,采用同步相移探测技术实现结构光条纹的探测和再现。采用同步相移探测技术,可同时获得4步相移条纹图像,有效降低了背景光的干扰,提升了动态三维成像的能力。理论研究了隐形结构光的成像原理及动态背景光抑制机理,搭建了实验验证装置,获得了动态背景光干扰下实际目标的三维重建图像,实验结果与理论分析吻合。     

光交联交替层状自组装(LBL)抗菌膜的制备及其性能研究

针对静电超分子作用的交替层状自组装(LBL)膜稳定性差、易分解和难以实现应用的问题,设计合成了一种光交联型抗菌LBL多层膜.该LBL多层膜由修饰有光敏邻硝基苄醇分子的透明质酸(HANB)与季铵化的壳聚糖(ACS)通过静电作用在基片上交替沉积而成.光照后,HANB上的邻硝基苄醇分子产生活性醛基,与邻近壳聚糖上的氨基发生亚...     

Sprout Branching of Tumour Capillary Network Growth: Fractal Dimension and Multifractal Structure

A tumour vascular network, characterized as an irregularly stochastic growth, is different from the normal vascular network. We systematieally analyse the dependence of the branching. It is found that anastomosis of tumour on time is according to a number of tumour images, and both the fractal dimensions and multifractal spectra of the tumours are obtained. In the eases studied, the fractal dimensions of the tumour vascular network increase with time and the multifractal spectrum not only rises entirely but also shifts right. In addition, the best drug delivery stage is discussed according to the difference of the singularity exponent δα（δα = αmax - αmin）, which shows some change in the growth process of the tumour vascular network. A common underlying principle is obtained from our analysis along with previous results.