面向宽温域功能器件的连续组分外延铁电薄膜

Ba_xSr(1–x)TiO₃ (BST)铁电薄膜因为拥有高介电常数、强电场调谐性和较低的微波频段介电损耗可应用于微波可调谐器件.然而铁电材料中普遍存在的介电常数-温度依赖性使得常规单组分铁电薄膜的高可调率温区受制于相变温度,难以满足宽温域适用性的需求.为研究可用于宽温域功能器件的铁电薄膜,采用脉冲激光沉积(PLD)技术制备了单组分Ba_0.5Sr_0.5TiO₃薄膜、Ba_0.2Sr_0.8TiO₃薄膜以及Ba_0.2Sr_0.8TiO₃/Ba_0.5Sr_0.5TiO₃异质结构薄膜.通过对比其介电性能,发现垂直方向上Ba/Sr组分分布可有效改善BST薄膜的温度依赖性,然而异质结构的构建可能带来界面问题,同时也使其品质因子难以提升.本文提出采用独特的水平方向连续组分薄膜制备技术制备BST组合薄膜,有...     

HADAR实验对活动星系核伽马射线辐射观测的预期研究

HADAR (High Altitude Detection of Astronomical Radiation)是一个基于大气切伦科夫成像技术的地面望远镜阵列,其采用大口径折射式水透镜系统来收集大气切伦科夫光,以实现对10 GeV—10 TeV能量段的伽马射线和宇宙线的探测.HADAR具有低阈能和大视场的优势,因此可以对天区进行连续扫描和观测,在观测活动星系核(Active Galactic Nuclei,AGN)等银河系外伽马射线源方面具有明显优势.本文研究了HADAR实验对AGN的探测能力.基于费米望远镜(Fermi Large Area Telescope,Fermi-LAT)的AGN源能谱信息,将观测能量外推至甚高能能段,同时加入河外背景光的吸收效应,以计算HADAR对AGN源观测的统计显著性.研究结果显示,HADAR运行一年时间,预计将有31个Fermi-LAT AGN源以高于5倍显著性被观测到,其中大部分为蝎虎状天体类型.     

多样化高分子专业大综合实验改革探索研究

论述了高分子专业大综合实验的现状和存在的问题,以及多样化高分子专业大综合实验改革的必要性和重要性。结合本校该专业实际情况,设计并实施了一例多样化高分子专业大综合实验。案例实施结果表明,多样化高分子专业大综合实验让学生在比较中理解多种不同的高分子材料及其加工工艺,以及弹性体、填料对不同聚合物多种性能的影响规律。同时,掌握了多种高端科研仪器设备的原理及其使用方法。本改革方案更加全面地强化了学生对各种理论知识的理解,进一步提高了学生的动手能力、科学研究能力和解决问题的能力,为后续的毕业环节和工作奠定了坚实的理论和实践基础。此外,根据本文理念和实施案例,以及不同学校该专业的特色和实验课时对高分子专业大综合实验进行多样化改革,在培养优质高分子专业本科毕业生的同时,可形成各学校特色鲜明的高分子专业大综合实验课程。     

点群10mm十次对称二维准晶中的两类接触问题

采用复变函数法探讨了在一个刚性压头作用下十次对称二维准晶材料的两类接触问题,即具有有限摩擦的接触问题以及粘结接触问题.特别地对于平底压头,获得了表征声子场和相位子场的全纯函数的显式表达式,以及在压头上的接触应力分布.结果显示,对于具有有限摩擦的接触问题,接触应力在接触区边缘具有实指数奇异性-1／2±β,其中β由准晶体的材料常数及静摩擦系数确定;而对于粘结接触问题,接触应力在接触区边缘具有振荡型奇异性-1／2±iε,其中ε由准晶体的材料常数确定.     

雷达启发的强激光啁啾脉冲技术——军事需求催生基础研究的一个典型案例

基础研究前沿领域大多来自人们对自然规律的自由探索,然而国家需求、特别是战时的特殊需求往往也会导致基础研究特色新生的领域,其中的科学思想和技术方法更容易催生颠覆性科技创新。2018年诺贝尔物理学奖颁发给了雷达启发的"啁啾脉冲技术"正是这方面的典型案例。雷达是"二战"时期最重要的军事需求之一。一方面,雷达发射源的新技术探索,导致从微波激射器到激光一系列的原创性的基础研究和技术突破,如原子的激光冷却技术;基于激光的光纤通信技术更是改变了现代人类的生活方式。另一方面,雷达系统的啁啾脉冲技术被应用于光学领域,突破了产生强激光的技术瓶颈;而强激光的出现又催生了一些全新的基础研究领域,如惯性约束核聚变。文章将通过从雷达到激光及啁啾脉冲技术历史发展中的关键技术介绍,展示战略需求对基础研究诞生的牵引性作用。     

表面增强拉曼光谱研究正己硫醇分子在银基底表面自组装过程的时间和浓度因素影响

表面增强拉曼光谱(SERS)是一种具有超灵敏检测能力的谱学技术,可以在单分子水平上检测分子结构的动态变化过程。烷基硫醇的自组装膜是一类典型的类晶态有序结构薄膜,在仿生、材料、电子和化学等领域有着重要的应用,越来越受到人们的关注。本文利用SERS对正己硫醇(hexanethiol,HT)分子在银基底上的吸附和组装过程进行研究,对HT的拉曼和自组装膜SERS光谱进行了指认。根据C—S,C—C和CH3键结构的反式和旁式的特征光谱信息,研究HT吸附在银纳米粒子表面的构象,以及自组装膜结构的有序性。研究了吸附时间和浓度两个因素对成膜规律产生的影响。实验结果表明,当HT溶液浓度较高时,HT单层膜成膜速率较快,且有序性较好;当HT溶液浓度较低时,HT单层膜成膜速率较慢,且有序性较差。这一研究结果对成膜动力学以及烷基硫醇的有序单层膜的制备具有重要的指导意义,为基于烷基硫醇的自组装单层膜在防腐、器件和生物方面的应用奠定了基础。     

高阶效应对超短艾里-高斯脉冲相互作用的影响

本文运用分步傅里叶变换,对满足高阶耦合非线性薛定谔方程的超短艾里脉冲与超短高斯脉冲,利用MATLAB数值模拟了在高阶效应下两脉冲相互作用后的演化过程以及时域上的强度变化.获得了负三阶色散效应使超短脉冲相互作用能传输更远距离;正三阶色散效应会减慢超短脉冲相互作用的传输.自陡峭效应通过孤子分裂现象的形式使超短脉冲相互作用产生时域位移.内拉曼效应可以将超短脉冲相互作用的能量由前沿处转移到后沿处.     

15×10~4m~3超大型油罐应力测试与数值模拟分析

兰州原油末站大型油罐群,是我国首次在饱和黄土地基修建的大型储油设施。依托其中一座15×104 m3超大型非锚固油罐,开展了现场充水测试罐壁静态应力的试验研究。通过粘贴在油罐罐壁的应变计,测试充水过程中罐壁应力的变化规律,并采用有限元对15×104 m3超大型油罐进行应力分析。测试结果表明:罐壁的环向应力随充水水位的增加基本呈线性关系。数值模拟计算表明,罐壁环向应力最大值发生在第二圈罐壁和第三圈罐壁相连接的位置。由于罐壁上部设置了抗风圈和加强圈,有效地控制了罐壁的径向位移,使罐壁环向应力和竖向轴向应力在加强圈和抗风圈附近发生波动。将有限元数值模拟计算的罐壁环向应力分布情况与实测应力进行比较,两者总体吻合较好。上述研究结果可为超大型储罐在黄土地基的设计和建造提供技术依据和设计参数验证。     

高速摄影激光照明技术取得新进展

采用衍射型光束匀化器件及多模光纤传光和透镜耦合扩束方法，有效抑制了激光散斑与干涉条纹，解决了大视场平行光束照明时拍摄物体在成像面上的渐晕问题，实现了?300 mm大口径视场下激光均匀照明和目标的清晰成像，并成功用于柱面内爆压缩、空间碎片等精密物理实验研究中。高速摄影技术与激光照明的成功结合，可有效抑制精密物理实验中强烈自发光导致过度曝光从而大大影响成像质量的问题，获得的物理过程边界形貌更加清晰，判读更精确。     

不同形貌的AZO/4-MPY/Ag三明治结构及4-MPY分子的SERS光谱研究

铝掺杂氧化锌(AZO)作为掺杂的半导体金属氧化物可以作为表面增强拉曼基底。由于不同的形貌可以对SERS信号产生不同的作用,于是我们采用酸法刻蚀将AZO纳米薄膜进行不同时间的刻蚀,得到了不同的岛状结构。将4-巯基吡啶(4-MPY)探针分子吸附在岛状的AZO纳米薄膜上,并与Ag纳米粒子形成三明治结构,可以观察到刻蚀之后该三明治结构的SERS信号明显增强。