空气中声速随温度变化规律的简易实验

空气中的声速随着温度的变化而变化，本文利用生活中的器材(有限长直管)自制简易实验装置，借助手机APP作为声音发射器和频率接收器，在管内中部区域形成恒温条件，实现了驻波法对不同温度下声速的测量，在测量范围内相对误差不超过2%.这种基于传统物理实验的拓展，在特殊居家环境下亦可进行，有利于物理实验线上自主学习模式的开展，促进学习者的综合素质和实践创新能力的提升.     

阻变存储器复合材料界面及电极性质研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理对比研究了Cu（111）/HfO₂（001）,Cu（111）/HfO₂（010）,Cu（111）/HfO₂（100）三种复合材料界面模型的失配率、界面束缚能、电荷密度、电子局域函数以及差分电荷密度. 计算结果表明：Cu（111）/HfO₂（010）失配率最小,界面束缚能最大,界面体系相对最稳定;对比电荷密度及电子局域函数图显示,只有HfO₂（010）方向形成的复合材料体系出现了垂直Cu电极方向完整连通的电子通道,表明电子在此方向上具有局域性、连通性,与阻变存储器（RRAM）器件导通方向一致;差分电荷密度图显示,Cu（111）/HfO₂（010）复合材料体系界面处存在电荷密度分布重叠的现象,界面处有电子的相互转移、成键的存在;进一步计算了Cu（111）/HfO₂（010）体系距离界面不同位置的间隙Cu原子形成能,表明越靠近界面Cu原子越容易进入HfO₂ 体内,在外加电压下易发生电化学反应,从而导致Cu导电细丝的形成与断裂. 研究结果可为RRAM存储器的制备及性能的提高提供理论指导和设计工具. 关键词： 阻变存储器 复合材料 界面 电子通道     

Voltage-controllable magnetic skyrmion dynamics for spiking neuron device applications

Voltage-controlled magnetic skyrmions have attracted special attention because they satisfy the requirements for well-controlled high-efficiency and energy saving for future skyrmion-based neuron device applications.In this work,we propose a compact leaky-integrate-fire(LIF)spiking neuron device by using the voltage-driven skyrmion dynamics in a multiferroic nanodisk structure.The skyrmion dynamics is controlled by well tailoring voltage-induced piezostrains,where the skyrmion radius can be effectively modulated by applying the piezostrain pulses.Like the biological neuron,the proposed skyrmionic neuron will accumulate a membrane potential as skyrmion radius is varied by inputting the continuous piezostrain spikes,and the skyrmion radius will return to the initial state in the absence of piezostrain.Therefore,this skyrmion radius-based membrane potential will reach a definite threshold value by the strain stimuli and then reset by removing the stimuli.Such the LIF neuronal functionality and the behaviors of the proposed skyrmionic neuron device are elucidated through the micromagnetic simulation studies.Our results may benefit the utilization of skyrmionic neuron for constructing the future energy-efficient and voltage-tunable spiking neural networks.     

高镍系正极材料LiNi0.88Co0.07Al0.05O2的制备及性能表征

以镍钴氢氧化物为原料,采用异丙醇铝水解法合成Ni0.88Co0.07Al0.05(OH)2,将前驱体与锂源充分混合,通过3种烧结条件制备出球形LiNi0.88Co0.07Al0.05O2正极材料,借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)以及电化学测试等表征手段对材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能进行了较系统的研究。研究表明,在500℃下保温3 h、700℃下保温14 h的条件下合成的LiNi0.88Co0.07Al0.05O2具有良好的综合电化学性能,0.2C放电比容量达192.2 mAh·g^-1,首次充放电效率为81.6%,1C放电比容量为190.7 mAh·g^-1,100周后放电比容量为141.1 mAh·g^-1,容量保持率达到73.4%。