Tunable and highly sensitive temperature sensor based on graphene photonic crystal fiber

Optical fiber temperature sensors have been widely employed in enormous areas ranging from electric power industry, medical treatment, ocean dynamics to aerospace. Recently, graphene optical fiber temperature sensors attract tremendous attention for their merits of simple structure and direct power detecting ability. However, these sensors based on transfer techniques still have limitations in the relatively low sensitivity or distortion of the transmission characteristics, due to the unsuitable Fermi level of graphene and the destruction of fiber structure, respectively. Here, we propose a tunable and highly sensitive temperature sensor based on graphene photonic crystal fiber (Gr-PCF) with the non-destructive integration of graphene into the holes of PCF. This hybrid structure promises the intact fiber structure and transmission mode, which efficiently enhances the temperature detection ability of graphene. From our simulation, we find that the temperature sensitivity can be electrically tuned over four orders of magnitude and achieve up to ～ 3.34×10^-3 dB/(cm·℃) when the graphene Fermi level is ～ 35 meV higher than half the incident photon energy. Additionally, this sensitivity can be further improved by ～ 10 times through optimizing the PCF structure (such as the fiber hole diameter) to enhance the light-matter interaction. Our results provide a new way for the design of the highly sensitive temperature sensors and broaden applications in all-fiber optoelectronic devices.     

不同烟草生物质热解释放致香物质的研究

采用烟叶和烟梗为原料,使用热裂解气相色谱法对烟草的燃烧时间、燃烧温度进行控制,精确模拟实际烟草致香物质释放环境,精确捕获、并半定量物质,从而在实验室模拟、分析、研究烟草燃烧物中致香物质的组成和特点。研究分别考察了两种生物质在500℃、550℃下释放的致香物质组成。结果表明,烟梗、烟叶中元素组成中硫、氮两种元素含量低,而C/H比值两种烟草生物质均较高。两个热解温度下烟叶的热解产物中致香物质的含量均明显高于烟梗。升高热解温度均有利于获得更高相对含量的热解成分。烟叶热解产物中烯烃类物质相对含量比烟梗中多,而烟梗热解产物中酚类物质含量比烟叶中多。提高热解温度有利于酮类致香物质含量产生。     

更新过程理论在交通流上的一个应用

一个更新过程的两个随机变量的分布:间隔分布、计数分布是1—1对应的,但由间隔分布求对应的计数分布的问题尚未很好地解决。在道路断面观测交通流可得到一更新过程,车头时距和车辆到达分别是其间隔和计数。时距分布容易观测得到,而到达分布的观测却较难。因此上述数学问题的解决对交通流理论是非常有意义的,本文将研究之。     

表面吸附K原子的多层FeSe/SrTiO3(001)薄膜的抗磁响应的原位测量

SrTiO₃（001）单晶表面上生长的单层FeSe薄膜显示出了超乎寻常的高温超导电性,其超导增强机制的一个重要因素是电子由衬底转移到了单层FeSe薄膜当中.基于此认识,研究者们在吸附了钾（K）原子的多层FeSe薄膜表面上观察到了类似超导能隙的隧穿能谱和光电子能谱.但这种自上而下的电子掺入方式在多层FeSe薄膜表面上可能引起的高温超导电性,还缺乏零电阻或迈斯纳效应等物性测量实验的直接证实.本研究利用自行研制的一台特殊的多功能扫描隧道显微镜,在生长于SrTiO₃（001）衬底上的多层FeSe薄膜表面上,不但观察到了超导能隙随K吸附量的变化,而且利用原位双线圈互感测量技术,成功地的观察到了该薄膜的抗磁响应,并由此确定了该薄膜样品呈现迈斯纳效应的超导转变温度为23.9 K.其穿透深度随温度的变化呈二次幂指数关系,表明该体系的超导序参量很可能具有S^±配对对称性.     

Ti(C,N)基金属陶瓷磨损机理的研究

研究了Ｔｉ（Ｃ,Ｎ）基金属陶瓷的磨损特性,结果表明,其摩擦学性能优良,耐磨性随占结相Ｎｉ的增加而降低,在干摩擦下其磨损机理同为粘着磨损及硬质相剥落,随Ｎｉ含量的减少,金属陶瓷的粘着减轻,在油润滑条件下,金属陶瓷的磨损机理是犁削及硬质相剥落。     

从认知理论看实验能力与创新能力的关系

认知心理学理论认为,人的知识与能力的获得实际上就是信息的加工过程,也即是学习者在能力习得过程的对已有经验的刺激反应过程.大学实验不仅培养学生的动手能力,它也是孕育创新能力的培养课程.实验能力与思维方式、年龄、智商、性别、知识积累和培养方式等诸多因素相关,思维方式与思维路径绝对创新力,反之,借助于创新性实验教学可以提高学生的创造性思维.     

太阳能电池特性的研究——一项有意义的创新研究实验

目前全球面临着能源短缺的危机,太阳能作为一种清洁能源,它的利用成为人们努力挖掘和研究的课题,随着太阳能电池技术的日臻成熟,市场上涌现出很多品种的太阳能电池,笔者在实验室运用实验技术手段对当前市场存在的几种太阳能硅晶电池进行测量,对采集的实验数据进行比较分析后得出理性的结果,供大家采纳使用时参考.     

带缓冲库存的物流直通配送运作时间优化

针对直通配送需要尽可能缩短配送中心内运作时间的问题.利用总运作时间与完成所有操作所需时间最长的出站口的操作时间等价的关系,构建了以最小化总运作时间为目标的进出车辆分配问题模型,同时解决了进出车辆的分配问题和分配到同一进(出)站口的车辆的排序问题.利用遗传算法进行实验,结果表明模型能够对配送中心内的运作时间进行有效优化,且在时间优化方面,与以最小化配送中心内搬运工具移动距离为目标相比更为有效.     

含芳基噻唑基团环氧树脂材料的制备及热性能

制备了一种含芳基噻唑基团热稳定环氧树脂材料(TDABZ),通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)对其结构进行了表征,采用热重分析-微熵热重分析(TGA-DTG)计算了TDABZ的热分解动力学参数,利用热重分析(TGA)和动态热机械分析(DMTA)探讨了TDABZ的耐热性能。 结果表明,TDABZ通过TGDDM结构中的环氧基团与混合固化剂(DDS和2-ABZ)结构中的活泼氢反应,在较低的温度下就能完全交联固化。 通过Kissinger和Ozawa方法求得TDABZ的热分解活化能分别为205.5和221.9 kJ/mol。 TDABZ固化物具有优异的耐热性能,双悬臂梁法测得的玻璃化转变温度(T_g)达到242.3 ℃,在N₂气气氛下失重5%对应的温度(T_d5)为340.2 ℃,最大失重速率对应的温度(T_dmax)为395.5 ℃,600 ℃的质量保留率为24.1%,显著提高了环氧树脂的热稳定性能,拓宽了其应用领域。     

一个有意义的电学设计性物理实验

综合学生所做的几个电学实验，以“用示波器观察二极管伏安特性曲线”设计性实验为例，探讨如何提高学生综合运用所学知识和解决实际问题的能力．