基于LabVIEW的电表改装与校准虚拟仿真实验的开发

虚拟仿真实验是现代实验教学的一个重要手段,它与真实实验可以紧密结合、相互补充.基于LabVIEW开发的电表改装与校准虚拟仿真实验由替代法测电流表的内阻、改装为大量程电流表、改装电压表、改装欧姆表4个实验组成,通过人机交互界面的设计、数值仿真程序设计,使学生获得与真实实验操作一致的学习体验,依据合理评价指标形成的算法规则还对学生的实验过程进行智能化的评价.该虚拟仿真实验突破了传统实验室的时空限制,极大地提高了学生物理实验的学习兴趣,促进学生动手实践.     

窄脉宽激光诱导背向选择性去除金属薄膜制备微电路(特邀)EI北大核心CSCD

为了在透明基板上制备出导电性能良好的微电路,研究了窄脉宽激光正向和背向选择性去除金属薄膜制备的微结构形貌特征,开展了纳秒激光选择性去除Cu薄膜(厚度为150 nm)的实验和温度场仿真研究,揭示了正、背面去除的烧蚀机理和材料的喷射机制。实验结果表明,当激光脉冲能量为0.270~0.542μJ,扫描速度为2 mm/s时,激光诱导背向去除金属薄膜在加工质量方面优于正向加工,其去除几何精度高,轮廓边缘平整,几乎没有溅射。采用优化后的纳秒激光加工工艺参数,激光脉冲能量为0.403μJ,扫描速度2 mm/s,扫描线间距为3μm,制备出均匀分布的铜阵列图案。在相同参数下对玻璃基板上的铜薄膜背向选择性去除,得到具有良好导电性和粘附性的微电路。     

利用视频分析软件Tracker研究皮球的弹跳

利用视频分析软件Tracker分析皮球在下落弹跳过程中位移和速度的变化情况,并依据分析的实验数据测量重力加速度以及皮球与地面碰撞时的恢复系数.     

二维复式声子晶体中基元配置对声学能带结构的影响

研究了二维复式声子晶体中基元配置对其声学能带结构的影响,发现当声子晶体的基元配置改变时,声子晶体的不可约布里渊区也会改变,而且部分能带的极值不再在高对称线上.特别地,在某些基元配置下,不可约布里渊区扩大为整个第一布里渊区.因此,对于对称性较高的复式晶格声子晶体,可用通常的方法得到能带结构,而对于对称性较低的复式晶格结构声子晶体,只有采用对整个第一布里渊区进行研究的方法,才能获得可信的能带结构及带隙.     

基元配置对二维光子晶体不同能带之间带隙的调节和优化

介绍一种方法来调节和优化二维光子晶体不同能带之间的带隙.在单胞中任意位置增加一个基元,可以调节不同能带之间的带隙.而且固定两个基元的最佳位置,调节两个基元柱体边长,可以找到一个合适的配置,使各自的带隙相对带宽达到更大值.同时结果也表明双基元情况下,不同能带之间带隙优化对系统对称性要求不同,频率越高处的带隙优化要求系统对称性越低. 关键词： 光子晶体 带隙 配置 对称性     

超声波专题设计性实验

在测量超声波在空气中传播速度实验基础上,开设了超声波专题设计性实验,分别增加了测量压电换能器的共振频率、超声波在空气中的损耗系数、超声波在水中的传播速度等实验内容,丰富了大学物理实验教学内容,拓展了学生视野.     

基于声共振原理的管道长度测量仪

利用平面声波在管内形成驻波,根据管口声阻抗公式推导了驻波发生时相邻共振频率之差与管道长度的定量关系,利用自制装置实现了管道(直管、弯管)长度的测量,测量误差均在1.5%以下.     

选择性p型量子阱垒层掺杂在双波长发光二极管光谱调控中的作用

采用软件理论分析的方法对选择性p型掺杂量子阱垒层在InGaN双波长发光 二极管(LED)中的光谱调控作用进行模拟分析.分析结果表明, 选择性p型掺杂对量子阱中电子和空穴浓度分布的均衡性起到一定的调控作用, 在适当选择p型掺杂量子阱垒层层数的条件下,能够改善量子阱中载流子的 辐射复合速率, 降低溢出电子浓度,从而有效提高芯片内量子效率,并减缓内量子效率随驱动 电流增大而快速下降的趋势.随着活性层量子阱增加到特定数量, 选择性p型掺杂的调控效果更加明显, LED芯片的双波长发光峰强度达到基本均衡.     

第一性原理研究Te-N共掺p型ZnO

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势法对Te-N共掺杂ZnO体系的晶格结构、 杂质态密度和电子结构进行了理论分析.研究表明, N掺杂引起晶格收缩,而Te的掺入引起晶格膨胀, 从而减小晶格应力促进N的掺杂,并且Te由于电负性小于O而带正电, Te在ZnO中作为等电子施主而存在.研究发现, N掺杂体系中在费米能级附件形成窄的深受主能级, 而Te-N共掺体系中, N杂质带变宽,空穴更加离域,同时,空穴有效质量变小,受主能级变浅, 更有利于实现p型特性.因此, Te-N共掺有望成为一种更为有效的p型掺杂手段.     

基于STC89C52单片机测量管道长度

采用STC89C52单片机,利用声音在管道内形成驻波,通过测量驻波发生时的共振频率,进而求得管道长度.文中对单片机实现的系统硬件结构、软件设计作了具体的说明,并给出了几个测量实例.