临界电流密度的分布对高温超导体中传输交流损耗的影响

基于Norris方程和Bean临界态模型,假定临界电流密度沿高温超导圆柱体半径的非均匀分布方式,从定量的角度研究了临界电流密度沿高温超导圆柱体径向分布方式的不同对传输交流损耗的影响.考虑临界电流密度沿径向的包括阶梯式和逐点变化式等多种分布方式,通过引进表征超导体内临界电流密度非均匀分布的强弱差异程度的无量纲参数λ推导出临界电流密度非均匀分布方式下高温超导体中传输交流损耗的解析表达式.结果表明临界电流密度阶梯式分布对损耗的影响和临界电流密度逐点变化式分布的情况在损耗曲线的变化趋势和量级上有明显的区别并且随着传输电流的增加临界电流密度的非均匀分布方式对传输损耗的影响也越显著.     

宏观均相多孔电极电化学阻抗谱基础

电化学阻抗谱可用于诊断多孔电极内电荷转移反应,即界面电荷集聚和电荷传导,以及反应物质输运。本文采用复相量方法,在同态假设条件下,重新推演多孔电极阻抗谱模型,厘清传统多孔电极阻抗谱模型中的模糊性表述。(1) 定义多孔电极表征输入参数,包括电极基体电子电导率σ₁ 、电解质离子电导率σ₂、界面电荷传递电导率g_ct、单位面积界面电容C、固相扩散系数D、速度常数k、电极厚度d、特征孔深L_p 和单位体积表面积S_c;(2) 解析阻抗谱特征输出参数,包括场扩散常数K,特征频率ω₀、ω₁、ω₂、ω₃和 ω_max,它们分别相关于界面传导反应、有限场扩散、氧化还原反应、孔内扩散和最小特征孔尺寸,以及分别对应于从传导到扩散和从扩散到饱和的转折频率f_k1 和f_k2;(3) 当参数X和Z同时变化时(X = σ₁和Z = d,S_c,L_p,C,g_ct,D,k),通过阻抗谱特征参数的演变规律,分析了电荷转移反应中X和Ζ参数耦合竞争;(4)为深入分析电荷转移反应中参数X和Z的耦合竞争,引入了分叉频率f_XZ和f_ZX 。f_XZ和f_ZX所处位置可以用于表征参数X和Z影响电荷转移反应的深度和广度。当分叉频率f_XZ和f_ZX不存在时,表明电荷转移反应中参数X和Z在全频率范围内存在耦合竞争。总之,借助于特征频率和分叉频率,本文一方面研究了动力学参数和微观结构参数对多孔电极中电荷转移反应的影响,另一方面分析谱图的变化及其背后的阻抗谱特征演化规律。本文研究结果可为阻抗谱的系统仿真和辨识提供理论基础,可为多孔电极内电荷转移反应的竞争分析提供技术支撑,还可为电化学储能系统的优化设计提供诊断工具。     

Synthesis and Photoluminescence Properties of GaAs Nanowires Grown on Fused Quartz Substrates

GaAs nanowires are synthesized on fused quartz substrates by using molecular beam epitaxy via a vapor-liquidsolid mechanism with gold as the catalyst. High resolution-transmission electron microscopy is used to probe crystal quality and growth direction. Miero-photolumineseenee measurements are carried out to examine the optical properties of GaAs NWs. The low-temperature photoluminescenee （PL） emission of nanowires （NWs） has a peak at 1.513eV, 2meV lower than the zinc blende GaAs free exciton energy. The temperature-dependent band gap of NWs is seen to be somewhat different from that observed in bulk OaAs, and the PL rapidly quenches above 150K, with an activation energy of 6.3meV reflecting the presence of the longitudinal twins＇ structure.     

双原子催化剂:制备、表征和应用

发展可持续和清洁的电化学能源转化技术是应对能源短缺和环境污染挑战的关键一步,燃料电池、电解电池和金属空气电池作为清洁能源储存和转换装置目前得到广泛应用推广,这些装置依靠电催化反应以及电极材料上发生的电荷转移过程来转换电能和化学能.而电催化剂是该类装置电极材料的核心部件,电催化反应的热力学和动力学过程与电催化剂的物理性质和化学状态密切相关.因此探索和开发性能优良、成本低廉的新型电催化剂,将进一步促进这些能源转化技术的商业化应用.单原子催化剂(SACs)以其暴露的活性位点、高选择性和最大限度地原子利用率而受到人们的广泛关注.然而,随着单原子表面自由能的增加,粒子在制备和催化过程中的聚集,催化活性位点的降低和催化剂负荷的相对较低,严重制约了SACs的发展和应用.考虑到SACs的缺点,为了进一步增加单原子活性位点的数量和负载,双原子催化剂(DACs)作为SACs家族成员的扩展近年来逐渐兴起,且两种金属原子(同核/异核)在DACs中的协同作用显著提高了催化剂的催化活性.本文基于当前最新的研究工作对比了同核/异核DACs的不同优势,列举了一系列包括原子层沉积法、湿化学吸附法以及高温热处理法等方法用于制备性能优异的DACs,其中高温热处理法因应用广泛被重点强调.同时,本文也对DACs的表征和识别手段进行了重点概括,包含XANES, EXAFS, IR, DFT等;详细概括和对比了当前DACs在电化学方面的主要应用,如氧还原反应(ORR)和二氧化碳还原反应.目前, DACs作为一个新兴的研究领域,由于其金属原子负载量高、活性位点比SACs更为灵活,已经在电催化领域取得了快速的发展.相对于同核DACs,原则上不同的两个金属原子会组成更多的异核DACs,因此,对于性能优异的异核DACs还有更多的可能性值得深入探索.可以预见, DACs的发展将弥补SACs的不足,在电化学能源的转换和储存方面发挥全面的优势;借助于异核DACs中不同的两个金属原子的多样性,探索以过渡金属为主的DACs,将会为节约贵金属资源及环境保护带来巨大贡献,进一步设计和优化DACs,有利于燃料电池和金属-空气电池创造出更大的经济效益和社会效益.因此,我们相信DACs的发展将成为材料研究的一个新前沿,并为合成更多的高效应用催化剂开辟一条新的途径.     

高温超导YBCO薄膜中的传输交流损耗

基于Norris方程和Bean临界态模型,考虑薄膜超导体内的磁场和电流密度分布特性,通过解析求解的方法推导出薄膜超导体在传输外加电流时其内部的磁场和电流密度以及传输交流损耗的解析表达式,从定量的角度研究超导体截面几何形状对传输交流损耗的影响.结果表明薄膜超导体边缘处的剧烈变化的磁场和电流的分布以及无场区的电流承载能力是...     

环境物理污染现状及其控制对策

一、环境物理污染的严重性 物质运动中发生的机械能、热能、电磁能等物理能量的变化与交换,构成了人类生存的物理环境.随着世界生产规模的不断扩大,环境物理污染问题日益严重起来,引起了人们普遍关注.环境噪声污染、环境振动污染、环境电磁辐射污染、热污染、光污染、放射性污染等,构成了水气渣之外另一大环境污染部类,其重要性并不亚于其它环境问题.1.环境噪声污染 环境噪声污染已被公认为世界四大公害或七大公害之一.据日本的统计,在公害诉讼案件中,噪声有关的案件占居首位.英国伦敦、曼彻斯特、利物浦等大城市有76%的居民受噪声的干扰.美…     

从高频近场仪的研制看理论物理与应用技术的关系

习惯势力不但反映在人们的日常生活中,而且也反映在科学技术的发展过程中.一般人认为,理论物理研究工作与生产建设挂不上钩,脱节严重. 实际上,随着“四化-建设事业的迅速发展,需要许多理论物理工作者(当然不是全部)为应用技术的开发作出贡献.近三、四十年来,科学技术获得了迅猛的发展.由于对电磁理论的深入研究.开创了电磁能更加广泛利用的时代.电磁能不仅应用在无线电广播、电视、微波通讯与导航、各种微波加热与射频理疗、各种感应加热与介质加热、射频溅射等行业,而且已经在卫星发射与接收、飞船与火箭导航、各种遥控技术等方面得到实际…