碳纳米管膜的高温纯化研究

为了获得纯度更高的碳纳米管膜, 保证材料发热稳定性, 需要对通过化学气相沉积法得到的碳纳米管膜进行二次纯化. 通过使用高温纯化炉, 在真空状态下, 从1700℃到3200℃分7挡温度对碳纳米管进行纯化, 并对其含碳量和方块电阻进行比较. 结果表明, 高温纯化后的碳纳米管膜含碳量从95.0%提高到99.9%, 解决了含碳量低的问题. 同时, 在高温纯化中发现碳纳米管膜方块电阻从纯化前3Ω降低到0.5Ω, 方块电阻的降低对碳纳米管膜具有十分重要的意义, 同样对碳纳米管膜后续产品的开发也有重要作用.     

托卡马克中磁流体不稳定性与高能量离子相互作用

在托卡马克中,磁流体不稳定性与高能量离子相互作用是一个非常重要的问题,它对未来聚变堆稳态长脉冲运行至关重要。HL-2A是我国第一个具有先进偏滤器位形的非圆截面的托卡马克核聚变实验研究装置。撕裂模是托卡马克中的一种基本的电阻磁流体不稳定性,它可以改变磁场的拓扑结构,形成输运短路,甚至会触发大破裂。高能量离子在燃烧等离子体和各种外部辅助加热过程中是不可避免会产生的。目前,撕裂模与高能量离子相互作用依然存在一些关键性问题,例如撕裂模与高能量离子相互作用的共振关系、该物理过程导致高能量离子损失的物理机理等,并且还没有完整的关于撕裂模与高能量离子共振相互作用的数值模拟工作。因此,本综述论文主要从以下三个方面展开:1)回顾撕裂模与高能量离子相互作用的研究历史;2)基于HL-2A实验,从数值模拟的角度讨论撕裂模与高能量离子共振相互作用的物理机理以及其导致高能量离子损失的物理机制;3)展望未来聚变堆中撕裂模与高能量离子相互作用的情况。     

狄拉克材料BaMnBi2的单晶制备和物理性质研究

在本工作中,我们成功制备了层状过渡金属磷族化合物BaMnBi2单晶样品,并研究了该化合物的磁学性质和电学输运性质.准二维化合物BaMnBi2具有四方晶体结构,主要包含有两个Bi四方格子层和一个共边的MnBi4四面体层.磁化率显示BaMnBi2在TN ＝288 K以下发生反铁磁相变,并表现出很强的磁各向异性.在反铁磁相变温度TN 以上,磁化率随温度呈线性关系,暗示体系在顺磁态具有很强的反铁磁关联.电阻率随温度变化曲线和在磁场下电阻率随角度的变化曲线都表明BaMnBi2具有准二维的电子结构.磁场导致的金属-绝缘体转变和低温下大的非饱和线性磁阻,与Bi四方格子层存在狄拉克费米子是一致的.     

氧化锌电阻阀片中ZnO(002)/β-Bi_2O_3(210)界面结构的第一性原理研究

为了从物质微观结构上了解氧化锌避雷器阀片的性能,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对ZnO(002)/β-Bi_2O_3(210)界面结构进行弛豫和电子结构计算.结果表明弛豫后,原子间的键长发生改变.界面区域差分电荷密度图和原子布居分析可得ZnO层片中Zn原子电荷缺失,β-Bi_2O_3层片中O原子电荷富集,ZnO层片向β-Bi_2O_3层片转移电子电荷23.61e.晶界结构的内建电场由ZnO层片指向β-Bi_2O_3层片,内建电场是ZnO电阻阀片具有非线性伏安特性的重要原因.界面附近态密度表明界面的结合主要依靠ZnO层片中Zn原子与β-Bi_2O_3层片中O原子相互作用.计算显示ZnO(002)/β-Bi_2O_3(210)界面结合较强,界面能约为-4.203 J/m~2.本文研究结果对于研制高性能非线性伏安特性氧化锌电阻片提供了机理解释和理论支持.     

利用箔式应变片测量金属丝杨氏模量

杨氏弹性模量测量实验是各高校必开的经典物理实验之一.现阶段各高校实验中大都采用镜尺组测量杨氏模量,提出用箔式应变片测量杨氏弹性模量,该方法将电学和力学知识结合在一起,增强学生综合实验能力,提高创新意识.在测量时先采用精密位移平台定标,然后测量加力后惠斯通电桥输出电压值.测量数据和数据处理结果表明方法稳定性好、精度高,适合运用到实际教学中.     

碳纳米管薄膜晶体管中的接触电阻效应

利用不同功函数的金属作为接触电极,研究了网络状碳纳米管薄膜晶体管(CNT-TFT)的接触电阻效应。研究表明金属Pd与碳纳米管薄膜形成良好的欧姆接触,Au则形成近欧姆接触,这两种接触的器件的开态电流和迁移率较高。Ti和Al都与碳纳米管薄膜形成肖特基接触,且Al接触比Ti接触的势垒更高,接触电阻也更大,相应器件的开态电流和迁移率都较低。该结果表明对于CNT-TFT仍然可以通过接触来调控器件的性能,这对CNT-TFT的实用化进程具有重要的促进作用。     

衰减振荡电流下火花电阻的光谱诊断

气体开关是脉冲功率系统的关键部件,开关的火花通道阻抗直接影响负载电压的陡度及其能量传输效率。提出一种光谱学诊断方法,通过对火花通道成像光谱的时空分辨测量,获得通道半径及电导率,从而计算时变的火花电阻。光谱测量结果表明,氮气间隙火花放电通道电子温度为2~3eV,通道电导率先增大后减小,最大值约16 000S,随着放电发展,火花通道电阻从绝缘状态快速跌落并趋于稳定值,时变趋势与电学计算结果基本吻合。3~100kPa范围内,随着气压增大,放电通道半径减小,火花通道电阻增大。     

形变张量的特征值与Boussinesq方程组的正则性估计

讨论了二维及三维满足周期边界条件的Boussinesq方程初边值问题的局部正则解在有限时间内爆破的可能性.在二维情况下,用形变张量的特征值给出温度梯度的L2估计,从中看出若流体微团变形的速率大,则解爆破的可能性就大.在三维情况下,用形变张量的特征值和温度的偏导给出涡量的L2估计,从中发现若流体微团在大部分时间内一般是平面拉伸,且温度的偏导较小时,解爆破的可能性就大;若一般是线性拉伸,温度的偏导又不任意增大时,解爆破的可能性就小.     

NONLINEAR WAVES AND PERIODIC SOLUTION IN FINITE DEFORMATION ELASTIC ROD

A nonlinear wave equation of elastic rod taking account of finite deformation, transverse inertia and shearing strain is derived by means of the Hamilton principle in this paper. Nonlinear wave equation and truncated nonlinear wave equation are solved by the Jacobi elliptic sine function expansion and the third kind of Jacobi elliptic function expansion method. The exact periodic solutions of these nonlinear equations are obtained, including the shock wave solution and the solitary wave solution. The necessary condition of exact periodic solutions, shock solution and solitary solution existence is discussed.     

MD simulation for nanocrystals

Molecular dynamic (MD) provided anab initio simulation for nano-scale mechanical behavior of materials, provided that the inter-atomic potential is accurately prescribed. MD is particularly suitable in simulating the formation, the deformation, and the evolution of nanocrystals under a fast strain rate. To tackle large scale system and nano-seconds time duration, parallel algorithm is desired. The present paper reviews the recent advances in MD simulation for nanocrystals rithm is desired. The present paper reviews the recent advances in MD simulation for nanocrstals with attention focused on the applications toward nanomechanics. The examined issues are: formation of nanocrystalline metals, nanoindentation on nancorystals, fast deformation of nanocrystals, orderdisorder transition, and nano-particle impact. The project supported by the National Natural Science Foundation of China (101212202 and 90205023)