空位对纤锌矿型AlN自发极化影响的最大局域化Wannier函数方法研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了纤锌矿型AlN中引入不同电荷态的N空位和Al空位时结构中最大局域化Wannier函数,并根据Wannier函数的空间分布及空间分布的几何中心位置,对空位引起的晶体电子结构变化及[0001],[ˉ1010],[ˉ12ˉ10]晶向上的自发极化进行了研究.结果表明,利用最大局域化Wannier函数分析电子结构具有直观的特点,清晰地表明N—Al键具有较强的离子性.研究发现,N空位结构中悬挂键上电荷向空位处转移,而Al空位结构中悬挂键上电荷则远离空位,沿悬挂键方向移动到N原子一侧.同时发现,空位的引入破坏了[ˉ1010],[ˉ12ˉ10]晶向上的中心对称结构,产生了极化,且极化强度随着空位电荷态的增加而增大.在[0001]晶向上,随着N空位电荷态的增加,空位周围电子结构发生了剧烈变化,使得自发极化发生了逆转,极化强度随着电荷态的增加而增大;而在Al空位中,随着电荷态的增加,自发极化沿原方向显著增加,但没有发生极化反转.     

单壁碳纳米管吸附联苯类有机物的荧光光谱分析

利用芳香族化合物对单壁碳纳米管进行了化学修饰,并利用荧光光谱以及时间分辨光谱对修饰后的单壁碳纳米管进行了表征分析.实验发现吸附对三联苯后有1个荧光峰位置发生了蓝移,这说明吸附过程使对三联苯的一些能级分布发生了变化.测量吸附前后对三联苯和蒽甲醇的荧光寿命,发现吸附后的荧光衰减曲线下降趋势更加明显,对曲线进行多指数拟合得出的荧光寿命及其数目发生了变化,分析了可能导致该现象的原因.     

Electronic and structural properties of N-vacancy in AlN nanowires: A first-principles study

The stability and electronic structures of AlN nanowires with and without N-vacancy are investigated using firstprinciples calculations.We find that there is an inverse correlation between formation energy and diameter in ideal AlN nanowires.After calculating the formation energies of N-vacancy at different sites in AlN nanowires with different diameters,we find that the N-vacancy prefers to stay at the surface of the nanowires and it is easier to fabricate them under Al-rich conditions.Through studying the electronic properties of AlN nanowires with N-vacancies,we further find that there are two isolated bands in the deep part of the band gap,one of them is fully occupied and the other is half occupied.The charge density indicates that the half-fully occupied band arises from the Al at the surface,and this atom becomes an active centre.     

激光聚焦扰动作用下高超声速边界层稳定性实验研究

在马赫数6、单位雷诺数3.1×10⁶/m的条件下对半锥角7°直圆锥边界层稳定性开展了实验研究.以激光聚焦于流场中局部空间而产生的膨胀冲击波作为人工添加的小扰动，分析了该扰动对高超声速圆锥边界层流动稳定性的影响.实验中利用响应频率达到兆赫兹量级的高频压力传感器对圆锥壁面脉动压力进行测量，通过对压力数据进行短时傅里叶分析和功率谱分析发现，相比于不添加激光聚焦扰动的结果，添加激光聚焦扰动使边界层中第二模态波的出现位置提前，且扰动波的幅值大幅度地增加，在相同的流向范围内，激光聚焦扰动将边界层中的扰动波从线性发展阶段推进到非线性发展阶段，其对边界层中扰动波发展的促进效果明显.同时，激光聚焦位置的不同对边界层中扰动波的发展也具有不同的影响.当激光直接聚焦于圆锥壁面X=100 mm位置时，边界层中频率为90 kHz的扰动波幅值增长最快，在X=500 mm的位置处其幅值放大倍数为3.81，相比而言当激光聚焦位置位于圆锥前方自由来流中时，边界层幅值增长最快的扰动波频率大幅减小为73 kHz，相同范围内，其幅值放大倍数为4.51倍.由此可见，当激光聚焦位置位于圆锥上游的自由来流中时，其对边界层中扰动波的影响更为显著.     

基于背景纹影的几何光学传递函数测量技术

光学传递函数是评价像质的重要指标,是光学系统设计的重要辅助参数.基于背景纹影技术获取光线通过折射率场的位移场数据,结合马吕斯定理,获取了对应的波前梯度数据.结合光学传递函数计算方法,实现对光学传递函数的获取.利用上述思路完成了对某平凸透镜光学传递函数的测量,并将其与ZEMAX计算得到的光学传递函数进行比较.对比了低频处的实验结果和理论结果,其误差不超过4.0%.分析了误差产生原因并验证了基于背景纹影技术对低通系统进行光学传递函数测量的可行性和有效性.     

基于温敏漆技术的圆锥高超声速大攻角绕流背风面流动结构实验研究

高超声速流动中, 大攻角下圆锥背风面边界层会存在流动分离与再附、边界层转捩等多种流动现象, 进而对圆锥表面温度分布产生显著的影响。为了对这一复杂流动规律及其对表面温升分布的影响进行讨论, 研究基于温敏漆技术, 得到了在Mach数为6的低湍流度来流条件下, 攻角为10°的圆锥背风面温升分布结果。通过对不同位置、不同方位角处温升分布曲线的分析, 对大攻角下圆锥背风面边界层流动发展过程及不同发展阶段的流动特征进行了讨论。同时, 通过对来流总压的调节, 得到了不同Reynolds数下的圆锥背风面温升分布结果, 总结了Reynolds数对流动的影响规律。研究发现, 高超声速大攻角圆锥背风面边界层流动发展过程中会依次出现层流分离、定常横流涡影响、转捩以及湍流分离与再附等流动特征, 而在不同的Reynolds数下, 各个流动特征产生影响的范围不同, 随着Reynolds数的降低, 层流范围和定常横流涡影响范围均有所增加, 而从观察到横流影响到转捩开始发生的范围基本相同。      

高效液相色谱法测定怀山药中的薯蓣皂苷元

提出了高效液相色谱法测定怀山药中薯蓣皂苷元的含量。样品经无水乙醇提取,用ZORBAX SB-C₁₈色谱柱分离,以甲醇-水（80+20）溶液为流动相淋洗,在波长210 nm处进行测定。薯蓣皂苷元的质量在10～150 ng范围内与其峰面积呈线性关系,检出限（3S/N）为2.5 ng。方法用于分析怀山药样品,回收率在94.2%～104%之间,测定值的相对标准偏差（n=6）为3.1%。     

一种简便的普朗克常量测量方法

利用标准电容器充放电的原理,直接测量出各单色光对应的截止电压,并用最小二乘法对实验数据进行直线拟合,从而测出普朗克常数.     

高超声速条件下7°直圆锥边界层转捩实验研究

在Ma=6低噪声风洞中开展了半锥角7?的直圆锥边界层转捩相关实验研究.利用响应频率达到MHz量级的高频压力传感器对圆锥壁面脉动压力进行了测量,研究了高超声速圆锥边界层中扰动波的发展过程.结果表明:高超声速圆锥边界层中第二模态扰动波产生的位置以及扰动波特征频率和波长等参数受雷诺数影响较大,当单位雷诺数从2×106m~(-1)增加到8×106m~(-1)时,第二模态波的特征频率从55 k Hz增加到226 k Hz;随着单位雷诺数增加,边界层中扰动增长速度加快,第二模态波出现在圆锥表面更靠近上游的位置;相同单位雷诺数条件下,随着第二模态波的向下游传播,其特征频率逐渐减小.通过对比发现自由来流湍流度对边界层中扰动波的发展同样有较大影响,自由来流湍流度降低,边界层中的第二模态波的特征频率明显减小.利用互相关分析得出第二模态扰动波在边界层中的传播速度大约为当地主流速度的0.8—0.9倍.在1?小攻角条件下,圆锥迎风面和背风面边界层发展呈现出明显的差异,背风面边界层中扰动发展提前,第二模态波出现在更靠近上游的位置,而迎风面中扰动发展受到抑制,第二模态波特征频率更大.     

波义耳-马略特定律的拓展及应用研究

文章首先通过微分方法求出波义耳-马略特定律在平衡态附近的动态方程;利用该方程分析了气液两态共存时容器中的体积与压强变化关系,提出了气体杠杆的概念;最后利用动态波马定律对生产生活中一些常见现象进行了深入研究。文章对了解波义耳-马略特定律以及解释常见现象具有重要意义。