无黏性颗粒在平面上的堆积角

运用连续介质模型和库仑屈服条件,介绍了库仑不等式的证明方法,研究了无黏性颗粒物质在自然堆积状态下的堆积角的形成机制及影响因素,通过理论模型导出理想状况下锥形堆的自然休止角与内摩擦角的关系.实验结果表明:颗粒的密度对于堆积角不存在确定的影响.不规则颗粒的自然休止角、内摩擦角与粒径间的变化趋势一致,粒径的分布对锥形堆的自然休止角产生影响;规则颗粒的几何尺寸对堆积角无明显影响,非球形颗粒的几何形状对堆积角有显著影响.底面摩擦系数较小时,锥体的堆积角与底面摩擦系数呈正相关,随着摩擦系数的增大,堆积角将达到饱和.     

基础实验题B:线性及非线性LC振荡电路

介绍了第4届全国大学生物理实验竞赛基础性实验试题B的实验内容、参考解答以及竞赛结果的分析.实验包括线性及非线性LC振荡电路的暂态及稳态性质.实验1涉及线性RLC电路,重点考察学生的实验基础知识和能力;实验2在线性LC振荡电路基础上,增加了非线性阻尼器件,要求学生参照线性振荡电路的性质,初步了解非线性振动的性质.该试题旨在考察学生通过实验观察理解概念,探索物理规律的能力.非线性振荡电路部分还可以作为RLC电路实验的拓展补充,初步观察理解非线性振动的现象和性质.     

动态法测量材料的磁电效应

根据动态法测量磁电效应的基本原理,优化设计并建立了磁电效应测量系统,对其中的一些重要参数对磁电效应测量的影响进行了研究.结果表明,综合考虑测量需要,选择适当的测量参数,对于磁电效应的正确测量十分重要.适当增加线圈长度、减小线圈匝数以及减小交变磁场场强,都是提高磁电效应测量精度、减小测量误差的有效途径.     

Co/Co3O4/PZT多铁复合薄膜的交换偏置效应及其磁电耦合特性

本文采用溶胶-凝胶工艺并结合脉冲激光沉积技术, 在Pt/Ti/SiO₂/Si衬底上制备了Co/Co₃O₄/PZT多铁复合薄膜. 对复合薄膜的微结构和组分进行了表征, 并系统研究了复合薄膜中的交换偏置效应及其对磁电耦合作用的影响. 研究结果表明, 复合薄膜在77 K具有明显的交换偏置效应, 交换偏置场达到80 Oe, 且交换偏置场及矫顽场均随温度降低而增大. 当温度降低到10 K时, 交换偏置场增至160 Oe. X射线光电子能谱(XPS)测试结果证实在Co和Co₃O₄界面处存在约5 nm厚的CoO层, 表明77 K下的交换偏置效应源自反铁磁的CoO层对Co的钉扎作用. 观察到复合薄膜的电容-温度曲线随着外加磁场大小和方向的改变而呈现出规律性的变化, 表明复合薄膜存在磁电耦合效应. 进一步研究发现, 在低温下复合薄膜呈现出各向异性的磁电容效应, 与磁场大小和方向密切相关. 复合薄膜的这种磁电耦合特性主要与复合体系的交换偏置效应及基于界面应力传递的磁电耦合作用有关, 本文对其中的物理机理进行了详细讨论与分析.     

激光晶化形成纳米硅材料的场电子发射性质研究

利用KrF准分子激光退火超薄非晶硅膜,并结合热退火技术制备了单层纳米硅薄膜并研究了薄膜的场电子发射性质.在晶化形成的纳米硅薄膜中可以观测到稳定的场电子发射现象,其开启电场从原始淀积的非晶硅薄膜的17V/μm降低到8.5V/μm,而场发射电流密度可以达到0.1mA/cm².激光晶化后形成的纳米硅材料的场电子发射特性的改善可以从薄膜表面形貌的改变以及高密度纳米硅的形成所导致的内部电场增强作用来解释. 关键词： 纳米硅 场发射 激光晶化     

锡催化剂助生长法制备孪晶ZnO纳米线及其结构表征

用SnO和Zn的均匀混合物在高温下共烧通过VLS机制制备出孪晶ZnO纳米线的均匀结构。SEM图像显示孪晶ZnO纳米线的直径在100~200nm之间,长度在几十微米到几百微米之间的范围内,有的甚至达到了毫米级,产率也非常的高。TEM图像中ZnO孪晶纳米线顶端的金属Sn颗粒表明了孪晶结构的Sn催化生长。高分辨电子图谱显示了氧化锌纳米线孪晶结构的特征。电子衍射分析发现孪晶氧化锌的晶带轴的方向是[0110],孪晶面为(1013),并且通过明场像和暗场像分析了孪晶纳米线的晶格关系,确定了孪晶纳米线的汽-液-固(VLS)生长机制。     

基础实验题A:液体的热学量测量

介绍了第4届全国大学生物理实验竞赛基础性实验试题A的实验内容、参考解答以及竞赛结果的分析.实验包括3方面:用冷却法测量液体样品的比热容,测量给定样品材料的熔解热,测量液体不同温度下的表面张力系数.将3个热学量的测量巧妙地结合在一起作为大学生竞赛试题,要求考生采用常规的实验器材测量常规的热学物理量,同时又在常规实验的基础上进行了适当的提高,该试题比较全面地考察了考生的基础理论知识、基本物理仪器的使用能力和数据分析处理能力.     

模板法自组装银团簇阵列的制备和性质研究

利用自组装的嵌段聚合物有序图案为模板来制备有序金属颗粒纳米阵列是人们关注的热点之一。本文概述了最近利用团簇束流沉积系统将银团簇淀积在聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯(SBS)三嵌段聚合物自组装形成的有序图案上,制备了有序的银纳米颗粒阵列材料,如线形银团簇颗粒阵列和二维银团簇颗粒阵列。利用自编的径向分布函数计算程序对线形银团簇颗粒阵列进行了定量分析,进一步定标了这种线形阵列的有序度,发现在同一线形阵列内有小部分银团簇是近接排列的,大部分团簇颗粒是等间距排列的。同时探讨了这些有序阵列形成的机制。并讨论了利用紫外-可见分光光度计和拉曼谱仪研究这些有序阵列所得到的相关性质。     

模板法自组装银团簇阵列的制备和性质研究

利用自组装的嵌段聚合物有序图案为模板来制备有序金属颗粒纳米阵列是人们关注的热点之一.本文概述了最近利用团簇束流沉积系统将银团簇淀积在聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯(SBS)三嵌段聚合物自组装形成的有序图案上,制备了有序的银纳米颗粒阵列材料,如线形银团簇颗粒阵列和二维银团簇颗粒阵列.利用自编的径向分布函数计算程序对线形银团簇颗粒阵列进行了定量分析,进一步定标了这种线形阵列的有序度,发现在同一线形阵列内有小部分银团簇是近接排列的,大部分团簇颗粒是等间距排列的.同时探讨了这些有序阵列形成的机制.并讨论了利用紫外-可见分光光度计和拉曼谱仪研究这些有序阵列所得到的相关性质.     

石墨烯的制备、表征及其在透明导电膜中的应用

近年来,石墨烯因其优异的电学和光学等特性,越来越受到人们的广泛关注。研究人员应用多种方法来合成石墨烯并且探讨其潜在的应用价值。本文首先简要介绍了石墨烯的结构及其基本的物理性质,并简单回顾了石墨烯的合成方法和表征手段。在此基础上,讨论了石墨烯/银复合薄膜在透明导电膜中的应用,并详细介绍了我们在该领域的研究成果。用化学气相沉积法（CVD）和多羟基法分别制备了双层石墨烯及银纳米线,成功合成了石墨烯/银复合薄膜,结果表明复合薄膜的方块电阻可降低至26 Ω·□-1,展示了其在光电器件上广泛的应用前景。