PbSe量子点液芯光纤的温度效应

采用三能级系统的速率方程和功率传输方程并考虑温度对各项参数的影响,求解在不同的光纤长度和量子点掺杂浓度时,3.3nm PbSe量子点液芯光纤的发射光谱随温度的变化。发现当光纤长度不同时,随着温度的升高,光谱的峰值位置以相近的速率发生红移,光谱的峰值强度下降。对于较长的光纤,其光强随温度升高的衰减速率较大。当掺杂浓度不同时,随着温度的升高,光谱的峰值位置以相近的速率发生红移,峰值强度以相近的速率衰减。     

全电离氢等离子体的电导率

主要研究了全电离等离子体的散射相移、传输截面和电导率.相移应用WKB方法计算,且计算结果与使用精确计算方法得到的结果非常一致,证明了所用计算方法的正确性和准确性.在对传输截面的计算中,观察到了形状共振,这种共振是由于半束缚态的消失产生的.电导率的计算应用了Chapman-Enskog方法,并与其它理论和实验结果进行了比较.     

MI3(M=Bi,Sb,As)弹性和电子性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势计算方法,对比研究了菱方结构MI3(M=Bi,Sb,As)的弹性和电子性质.结果表明:SbI3的生成焓最低,较BiI3、AsI3更易生成.这三种材料都体现了弹性各向异性特征.SbI3是偏延性材料,BiI3和AsI3是脆性材料.高压下AsI3更容易被压缩.德拜温度的大小关系依次为SbI3>BiI3>AsI3.MI3(M=Bi,Sb,As)都是间接带隙半导体,电子的局域程度较强.在费米能级附近,I-5p轨道电子和金属M-s轨道电子发生杂化,形成共价键.MI3(M=Bi,Sb,As)中的化学键是共价键和离子键的混合.     

Mg,O共掺杂实现p型AlN的第一性原理研究

采用密度泛函理论下的第一性原理平面波超软赝势方法研究了纤锌矿本征AlN,Mg单掺杂AlN和Mg,O共掺杂AlN体系的晶格参数、能带结构、电子态密度、差分电荷密度及电子布居数.计算结果显示:在Mg,O共掺杂AlN体系中,激活施主O原子的引入能使受主能级降低,形成浅受主掺杂.同时,体系的非局域化特征显著,受主能带变宽.因而提高了Mg原子的受主掺杂浓度和系统的稳定性.Mg,O共掺杂更有利于制备p型AlN.     

连续激光辐照GaAs材料损伤的数值模拟计算

基于热传导理论,构建了高斯分布的连续激光辐照GaAs材料的二维轴对称非稳态物理模型,且利用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics求解热传导方程得到了材料表面温度分布曲线以及光斑中心处温度沿厚度方向分布曲线,并得出GaAs材料的分解损伤时间与入射光功率密度的关系曲线.研究表明,在连续激光辐照下,GaAs材料可能会发生分解损伤,激光功率越高,材料被破坏所需的时间越短.理论计算结果与相关的实验结论一致,说明所建立的激光辐照效应模型具有科学性.     

影响AlGaN/GaN量子级联激光器性能的因素研究

在已有理论基础之上,采用严格的计算方法对激光器实现太赫兹(THz)波的辐射进行了可能性分析。利用传递矩阵法,通过Matlab软件计算了基于AlGaN/GaN材料体系的三能级量子级联激光器导带子能级与电子波函数的分布,详细分析了由该材料特有的极化效应所产生的极化场,得出了在近共振条件下偶极跃迁元、外加电场、垒层Al组分及导带子能级能级差之间的关系,并研究了它们对激光器性能的影响。分析结果表明,实现受激辐射的条件非常严格,Al组分取0.15或0.16时较为适宜,同时外加电场需大于63kV/cm,但不能过大,这样才能满足近共振条件,实现粒子数反转达到太赫兹量子级联激射。在Al组分为0.15,外加电场为69.0kV/cm时激光器的偶极跃迁元最大,表明跃迁几率也最大,对激光器的性能有利,可以为量子级联激光器构造较好的有源区。     

素养导向下基于大概念理念的ISM法教材分析初探——以“磁场”为例

2017物理课标中明确指出“重视以学科大概念为核心,使课程内容结构化促进学科核心素养的落实”.教材分析是将课程标准的理念和要求转化成教学设计并以此开展教学实施的关键环节.与以往只关注“科学知识”忽略“关于科学本身的知识”的ISM法分析教材不同,研究尝试将“关于科学本身的知识”和“科学知识”大概念共同作为目标统摄,将其中所蕴含的物理观念、科学思维方法、模型建构等核心素养要素和知识要素共同进行提取分析,以人教版高中《物理·选修31》第三章“磁场”部分为研究对象,探索素养导向下基于大概念理念的ISM教材分析的可能性,为实现核心素养的显性化教学提供路径参考.     

6.0GPa下NaAlSi2O6翡翠的合成与表征

通过模拟天然翡翠的形成机理,对高温高压技术和玻璃料制取工艺的优化,以Na2SiO3·9H2O和Al2(SiO3)3为原料并添加少量致色剂CrO3,在超高压6.0 GPa下实现玻璃料由非晶态向晶态转化.通过XRD、FTIR和SEM等方法对样品进行表征,实验结果表明:6.0 GPa、1530℃条件下合成样品呈现翠绿色,质地温润,具有较高的润度和透明度;样品主要成分为NaAlSi2 O6,结晶度较高,分子结构为硅氧四面体结构,晶粒细密,致密有序;合成翡翠的硬度和密度等常规宝玉石参数也与天然翡翠接近,我们的研究对于探究翡翠在超高压下形成提供了数据参考.     

基于三片曲面反射镜的离轴投影成像系统

采用调制传递函数和波前像差分析方法,设计了基于偶次非球面反射镜和Zernike自由曲面反射镜构成的放大倍数为80,相对孔径为2.8的三个离轴投影成像系统.其中第一片反射镜M1表面为凹面用于减小第二片反射镜的尺寸及获得高的对比度,而第二片反射镜M2和第三片反射镜M3表面为凸面用于校正系统像差及获得更短的投影距离.经软件设计与分析,三系统中基于三片Zernike自由曲面反射镜的成像系统光学性能最好,调制传递函数实现60lp/mm时60%以上,畸变小于2.0%.与其它文献相比,基于三片Zernike自由曲面反射镜系统可以更好地消除像差,缩短系统厚度,增大系统的可视角与相对孔径.     

基于第一性原理研究Y掺杂锐钛矿TiO2的磁光性质

基于第一性原理计算，建立了未掺杂和三种Y掺杂量的锐钛矿TiO2模型。对各个模型的形成能、磁性、电子结构及吸收光谱进行了计算。结果表明：掺入锐钛矿晶格的不同Y原子之间没有团簇趋势；Y掺杂量越大，实现掺杂所需的能量越高；Y掺杂的锐钛矿体系具有铁磁性，因而晶格中的自旋能级分裂效应能降低锐钛矿的带隙宽度，但当Y掺杂量升高时，这种影响显著减弱；随着Y掺杂量增加，弱束缚的O-2p态电子浓度增加，导致价带顶的O-2p态跨越费米能级，使得带隙值减小，进而提高了改性锐钛矿TiO2对可见光的吸收系数。