硫脲掺杂金刚石的高温高压合成及FT-IR光谱研究

利用温度梯度法,在6.5 GPa、1 300～1 350℃的高温高压极端物理条件下,通过在FeNiCo-C合成体系中添加硫脲(CH4N2S)成功合成了金刚石,所合成的晶体呈现出黄色且具有六-八面体形貌.利用扫描电镜(SEM)对所合成金刚石的表面形貌进行了表征,测试结果表明,随着合成体系中CH4N2S添加量的逐渐增加,所合成金刚石的表面变得逐渐粗糙.借助傅里叶红外(FT-IR)光谱对金刚石样品内部的氮、氢缺陷以及化学键结构进行了测试分析,结果表明,金刚石中的氢元素以-CH3,-CH2-,C-H形式存在,而其内部的氮杂质以C心、A心形式存在.此外,在3 300～3 600 cm-1观察到NH的吸收带.     

V2CN2负载过渡金属双原子电催化固氮的第一性原理研究

电催化剂固氮能够在温和条件下催化氮气还原制氨.本工作基于第一性原理计算,系统地探究了分散在二维V₂CN₂上过渡金属二聚体(Fe, Mo, Ru)形成的双原子催化剂用于电催化固氮的可行性.双原子的协同作用使氮气得到较好的活化.吉布斯自由能计算表明,在V₂CN₂负载双铁原子(Fe₂@V₂CN₂)体系进行的催化反应过电位最低,仅为0.25 eV.进一步的分子动力学计算表明Fe₂@V₂CN₂具有较好的结构稳定性,并且该体系能很好的抑制HER反应的发生.通过与Mo₂@V₂CN₂,Ru₂@V₂CN₂体系的比较可知,氮气分子的吸附构型以及HER反应的竞争对催化剂的选择影响很大.我们的计算能够为双原子催化剂的设计提供更多的依据.     

教学中物理学与数学的关系

物理学以实验为基础,具有质和量的统一性,而数学研究的是事物共有数量关系和空间形式,本文主要对物理学与数学的基本特征、求解物理问题的认知特点与认知过程、数学知识在物理问题求解中的功能等进行探讨,旨在深层次认识我们正在教和学的物理学与数学。     

基于操作腔外原子比特控制腔内原子比特相干性时间演化

考虑初始处于两类Bell态的两原子比特,将其中一个注入真空态腔中发生共振相互作用的情况,研究基于操作腔外原子比特控制腔内原子比特相干性时间演化.考察对腔外原子比特施Hadamard(H)门,H类门,Y门及位相门四种逻辑门操作及态选择测量前后,腔内原子比特约化密度矩阵非对角元时间演化曲线,讨论两类Bell态之间的关联性.结果表明,对腔外原子比特操作前,腔内原子比特密度矩阵非对角元在任意时刻都为零,总是处于混合态或经典态,因此始终退相干.而对腔外原子比特施H门和H类门操作及基态测量后,腔内原子比特密度矩阵非对角元呈现周期为2π的时间演化,除(2n+1)π/2时刻外,其相干性得到恢复;在nπ时刻,其最大相干叠加态和一般相干叠加态被制备;两类Bell态之间存在R∧(π/2)旋转关联性.而对腔外原子比特施Y门及位相门操作后,腔内原子比特的相干性得不到恢复.发现腔内原子比特的相干性得到恢复的必要条件是,逻辑门操作能够调节腔内原子比特与环境的相互作用,并使两原子比特与场分离的同时,它们之间形成强相干性的纠缠态分布.     

三能级运动原子与单模场相互作用系统中场(原子)熵的演化

在共振和远离共振情况下,具体讨论了初始平均光子数、原子运动和场模结构参数对三能级运动原子与单模场相互作用系统中场(原子)熵演化的影响.结果显示:原子运动导致场熵演化具有周期性,这种周期性并不依赖场的统计分布和强度而是依赖于原子运动和场模结构参数εp.不论是共振情况还是远离共振情况,在选取合适的参数εp(这种选取在实验上是可能的)时,我们都能得到较长时间的纯态光场.     

利用广义不确定关系计算Reissner-Nordstrm-de Sitter黑洞的统计力学熵

利用广义不确定关系修正的态密度方程并采用Wentzel-Kramers-Brillouin(WKB)近似方法,计算了Reissner-Nordstrm-de Sitter(RNdS)黑洞时空中标量场的统计力学熵.结果表明,由这种方法得到的黑洞熵与它的内、外视界面积和宇宙视界面积之和成正比,这与采用其他方法所得的结果一致,从而揭示了黑洞熵与视界面积之间的内在联系,也进一步表明了黑洞熵是视界面上量子态的熵,是一种量子效应.     

内嵌CuO薄膜对并五苯薄膜晶体管性能的改善

制备了基于内嵌氧化物铜(CuO)薄膜的并五苯薄膜晶体管器件. 将3 nm CuO薄膜内嵌入到并五苯(pentacene)中, 作为空穴注入层, 降低电极与并五苯之间的空穴注入势垒. 相对于纯并五苯薄膜晶体管器件, 研制的晶体管的迁移率、阈值电压(V_TH)、电流开关比(I_on/I_off) 等参数都有明显改善. X射线光电子能谱数据表明, 这种空穴注入势垒的降低源自并五苯向CuO的电子转移.     

添加不同硼源时金刚石的高温高压合成

在压力6.5 GPa、温度1290～1350℃实验条件下,研究了合成体系中分别添加单质硼、六角氮化硼(h-BN)时金刚石的合成.由于合成体系中添加剂的存在,导致所合成的金刚石颜色发生了明显的改变.傅里叶显微红外光谱(FTIR)测试表明,当合成体系中h-BN添加量较少时,所合成金刚石中含有替代式的氮杂质,且金刚石中有sp2杂化的硼-氮、硼-氮-硼结构存在.当合成体系中h-BN添加量达到2 wt;时,金刚石中的氮仅以硼-氮-硼的结构存在.此外,霍尔效应测试结果表明,硼掺杂金刚石具有p型半导体特性,而合成体系中添加h-BN所制备的金刚石表现为绝缘体.     

Algodoo软件辅助下的建模教学研究——以“平抛运动”教学为例

随着信息技术的发展,仿真实验软件的功能不断完善,建模教学平台的选择呈现多样化.为探讨仿真实验软件的建模教学,以人教版高中物理教材必修二中的“抛体运动”这节内容为例,运用建模教学理论在Algodoo软件的辅助下进行了教学设计研究.     

逻辑门操控腔内多光子过程中原子最大相干性恢复

考虑初始处于最大纠缠态的两全同二能级原子,将其中一个注入单模真空态腔场中发生多光子共振相互作用,将腔外原子及腔场视为腔内原子的环境,研究通过操作腔外原控制腔内原子最大相干性恢复。考察对腔外原子作Haddmard(H)逻辑门操作及基态测量前后,腔内原子约化密度矩阵非对角元时间演化曲线。结果表明：对腔外原子操作前,腔内任意 光子过程原子密度矩阵非对角元任意时刻都为零,总是处于混合态或经典态,相干性不能恢复。对腔外原子操作后,在光子数 过程中,腔内原子密度矩阵非对角元呈现周期为 的时间演化,在 时刻最大相干性恢复及态被制备。对于多光子（ ）的过程,腔内原子密度矩阵非对角元时间演化呈高频振荡,振幅呈非线性变化,最大相干性恢复周期变小、恢复次数增多。通过利用腔场与原子之间的共振相互作用和原子之间的纠缠,可实现腔内原子相干性恢复远程控制。与单光之过程相比,多光子过程更有利于原子相干性的恢复。