高功率脉冲磁控溅射研究进展北大核心CSCD

高功率脉冲磁控溅射(High-power impulse magnetron sputtering,Hi PIMS)是一种峰值功率极高,靶材原子高度离化的离化物理气相沉积技术。Hi PIMS电源高压脉冲输出到磁控靶的脉冲功率密度可达103k W/cm2;施加在溅射靶上的负电压只有在达到或超过"雪崩式"放电机制的阈值电压时才能获得百安级的靶电流峰值;在瞬时高压脉冲的作用下,靠近靶表面的离化区域等离子体密度可以达到1018～1019m-3,试验测得Cu等离子体的离化率可达60%～70%;脉宽、频率、波形等脉冲特征对等离子体放电有显著影响,进而影响沉积速率和薄膜性能;相比直流磁控溅射,可以获得更加平滑致密的沉积薄膜,改善膜基结合反应,同时拥有良好的绕镀性;偏压、沉积速率和气压等会对Hi PIMS的沉积过程产生影响,进而影响薄膜的显微组织和力学性能。     

增益模块长高比对输出功率和提取效率的影响

为了得到HF化学激光器的增益发生器较佳的模块尺寸,研究了增益模块长高比对输出功率及放大级提取效率的影响。使用基于变换坐标系的有限差分方法,计算了主振荡功率放大器（MOPA）结构HF激光器不同增益模块长高比条件下的主振荡器输出功率、放大级提取效率及经放大后的输出功率。计算结果表明:对于MOPA结构HF激光器而言,当增益体积一定、小信号增益曲线相同时,随着增益模块长高比的减小,主振荡器输出功率和经放大级放大后的输出功率将有所增加,但放大级的能量提取效率将降低;当增益模块长高比已经较小(小于５)时,进一步降低长高比对激光器输出功率和放大级提取效率的影响微弱。     

聚合物太阳能电池材料的研究进展

随着能源短缺和环境污染两大问题日益加重,人们对太阳能开发与利用更加深入。在众多太阳能的利用方式中,太阳能电池被认为是最有前途的。然而无机太阳能电池因其本身缺陷而受到限制。聚合物太阳能电池由于其成本低、质量轻、合成与修饰容易等优点成为太阳能电池研究的热点。近年来,该类太阳能电池的光电转换效率已经超过8%。本文简要介绍了聚合物太阳能电池的基本原理,并从开路电压、短路电流和填充因子等方面着重分析了其材料的设计原则,最后对其未来发展前景作出了展望。     

激光非稳腔模式的快速计算方法

对Du Fort-Frankel差分格式用于谐振腔模式计算进行简要分析,以该差分格式为基础,提出基于移动矩阵法的非稳腔模式数值计算快速算法.对空腔共焦非稳腔模式进行数值模拟,将计算结果与参考文献进行对比,两者吻合较好.对有源共焦非稳谐振腔内增益区位置对谐振腔输出功率的影响进行数值计算,结果表明:对于采用共焦非稳腔的大功率激光器,当增益体积一定、小信号增益曲线相同时,随着谐振腔内增益区与凹面镜之间的距离的减小,激光器输出功率会有较为明显的提高.数值算例证明了本文方法的正确性和有效性.     

氧化石墨烯-海藻酸钠-壳聚糖复合支架的制备及表征

通过冷冻干燥技术, 将不同量的氧化石墨烯与海藻酸钠和壳聚糖复合, 构建复合支架材料. 研究了不同的氧化石墨烯含量(质量分数0, 0.3%, 0.5%, 0.7%, 1%)对支架材料微观结构、 孔隙率、 溶胀比、 体外降解性能、 机械性能及生物相容性的影响, 以确定复合支架中最佳氧化石墨烯含量. 研究结果表明, 复合材料呈固态海绵状结构, 具有一定的形态可塑性; 扫描电子显微镜观察发现, 各组支架均为三维网状结构, 随着氧化石墨烯含量的增加, 孔隙尺寸逐渐降低, 孔壁厚度增加, 孔隙尺寸在140~240 μm之间; 随氧化石墨烯含量的增加, 复合支架溶胀比和体外降解速率逐渐降低, 而机械强度明显增强; 体外细胞毒性显示, 当氧化石墨烯质量分数为0.3%时, 细胞存活率最高, 而当氧化石墨烯含量增高时, 细胞活性会被明显抑制, 造成细胞死亡. 因此, 氧化石墨烯在复合支架中最佳含量为0.3%.     

高频振动下岩土颗粒材料动力行为及细观机理

针对高频振动条件下岩土颗粒材料动力响应放大的现象,采用离散元法开展了一系列动双轴数值试验,分析了不同荷载频率下岩土颗粒材料的动力行为及其细观特征．试验结果表明：对于模拟的岩土颗粒材料,在加载频率为30～40 Hz时的动力变形尤其明显,加载过程中塑性变形快速发展,试件内部形成“八”字型剪切带,动刚度显著降低．提出了“竖向分布系数”描述试件内部的局部变形规律,并结合颗粒细观受力特征,探究了试件变形加剧和刚度弱化的细观机理．研究发现相较20 Hz和60 Hz工况,加载频率为40 Hz时试件中下部区域的局部动变形振动幅值明显增大,颗粒处于高度动力非平衡态,颗粒体系的排列结构和接触力剧烈调整,使得试件变形加剧、承载性能显著弱化．     

考虑应力波透反射作用的分层颗粒材料细观动力响应分析

为探究应力波界面透反射行为对分层黏弹性颗粒材料细观动力响应的影响规律，推导了界面透反射系数的理论表达，并建立了单频应力波入射和多频应力波入射两类条件下分层黏弹性颗粒材料的细观动力响应模型．典型算例分析结果表明：单频应力波入射时，上层颗粒动力响应形成“驻波”现象；双频应力波入射时，上下层颗粒动力响应均形成“行波”现象；两类条件下，分层界面处相邻颗粒的位移振幅均出现明显突变．以高速铁路无砟轨道路基基床为应用场景，分析基床填料刚度、阻尼系数及密度等参数对界面透反射特性的影响规律，探讨分层颗粒材料动力变形的调控思路，即增加基床表层填料的刚度、阻尼系数及密度，或减小基床底层填料的密度等措施可实现增益透射、抑制反射目标．此外，动力变形调控时还需控制路基颗粒材料固有频率远离动载激振特征频率．