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1.
非对称声分束超表面是由人工微单元结构按照特定序列构建的二维平面结构,可将垂直入射的声波分成两束传播方向和分束比自由调控的透射波,在声功能器件设计及声通信领域具有广泛的应用前景。本文系统研究了一种实现非对称声分束的设计理论和实现方法,基于局域声功率守恒条件研究了声分束器的设计理论、阻抗矩阵分布、法向声强分布、声压场分布等。利用遗传算法对四串联共振腔结构进行参数优化实现了声分束器所需的阻抗矩阵分布,声压场分布表明声波入射到声分束器后在入射侧激发出两列传播方向相反且幅值和衰减系数均相同的表面波,实现了入射侧与透射侧的局域声功率相互匹配。声波经过声分束器后被分为两束透射波,两束透射波的折射角和透射系数与理论值十分吻合,证明了设计理论及实现方法的正确性和可行性。本文的研究工作可以为新型非对称声分束结构设计提供理论参考、设计方法和技术支持,并促进其在工程领域的实际应用。  相似文献   
2.
构建了输出电压幅值为0~20 kV、脉冲重复频率为0.25~20 kHz的双极性高压脉冲电源实验平台,研究了变压器寄生参数与负载特性对输出脉冲波形的影响。采用等效电路复频域解析方法,分析了变压器寄生参数对输出脉冲波形的上升沿、平顶及下降沿的影响规律,并通过改变变压器绕线方案间接验证。发现变压器分布电容和漏感越大,输出脉冲波形上升沿与下降沿越平缓,过冲电压幅值越大,并采用脉冲变压器二次侧均匀密绕、一次侧均匀疏绕、高匝数的方案进行优化。进一步分析了纯阻性、阻容性或阻感性负载特性对输出高压脉冲波形的影响规律,发现电阻值增大(5~50 kΩ),过冲电压幅值增大,脉冲上升沿和下降沿变陡;当负载电阻回路串联小电容时,过冲电压幅值显著增大,而电容值高于一定值时输出脉冲波形恢复至与纯电阻波形一样;当负载电阻回路串联电感时,输出脉冲波形下降沿变平缓。  相似文献   
3.
The above-threshold ionization process of ammonia molecules induced by a femtosecond laser field at 800 nm is studied in the intensity range from 1.6 × 1013 to 5.7 × 1013 W/cm2. Channel switching under different laser intensities is observed and identified in the photoelectron kinetic energy spectra of ammonia. Based on the photoelectron kinetic energy distributions and the photoelectron angular distributions, the characteristic peaks observed are exclusively ass...  相似文献   
4.
近年来随着非富勒烯Y系列明星分子受体的出现, 单结有机太阳能电池的光电转换效率已经突破19%, 但是器件在运行条件下缺乏良好的稳定性, 严重制约了其商业化发展. 因此越来越多的研究聚焦于造成有机太阳能电池性能衰减的原因以及如何提高有机太阳能电池的稳定性. 由于有机太阳能电池复杂的器件结构、不尽相同的活性层材料以及在稳定性研究中条件的差异, 造成了对有机太阳能电池器件衰减研究的困难. 为了更全面地了解有机太阳能电池的衰减过程, 对近些年有机太阳能电池器件衰减过程的研究成果进行综述, 总结了由于给受体材料化学分解、活性层形貌变化、传输层和电极腐蚀以及界面反应等原因造成的器件性能衰减, 并介绍了近些年关于提高器件稳定性的一些策略, 最后对有机太阳能电池的未来发展进行了展望.  相似文献   
5.
Dong Wei 《中国物理 B》2021,30(11):117103-117103
The construction of van der Waals (vdW) heterostructures by stacking different two-dimensional layered materials have been recognised as an effective strategy to obtain the desired properties. The 3N-doped graphdiyne (N-GY) has been successfully synthesized in the laboratory. It could be assembled into a supercapacitor and can be used for tensile energy storage. However, the flat band and wide forbidden bands could hinder its application of N-GY layer in optoelectronic and nanoelectronic devices. In order to extend the application of N-GY layer in electronic devices, MoS2 was selected to construct an N-GY/MoS2 heterostructure due to its good electronic and optical properties. The N-GY/MoS2 heterostructure has an optical absorption range from the visible to ultraviolet with a absorption coefficient of 105 cm-1. The N-GY/MoS2 heterostructure exhibits a type-Ⅱ band alignment allows the electron-hole to be located on N-GY and MoS2 respectively, which can further reduce the electron-hole complexation to increase exciton lifetime. The power conversion efficiency of N-GY/MoS2 heterostructure is up to 17.77%, indicating it is a promising candidate material for solar cells. In addition, the external electric field and biaxial strain could effectively tune the electronic structure. Our results provide a theoretical support for the design and application of N-GY/MoS2 vdW heterostructures in semiconductor sensors and photovoltaic devices.  相似文献   
6.
Yi Li 《中国物理 B》2022,31(9):97301-097301
The rapid development of two-dimensional (2D) materials offers new opportunities for 2D ultra-thin excitonic solar cells (XSCs). The construction of van der Waals heterostructure (vdWH) is a recognised and effective method of integrating the properties of single-layer 2D materials, creating particularly superior performance. Here, the prospects of h-BP/h-BAs vdW heterostructures in 2D excitonic solar cells are assessed. We systematically investigate the electronic properties and optical properties of heterogeneous structures by using the density functional theory (DFT) and first-principles calculations. The results indicate that the heterogeneous structure has good optoelectronic properties, such as a suitable direct bandgap and excellent optical absorption properties. The calculation of the phonon spectrum also confirms the well-defined kinetic stability of the heterstructure. We design the heterogeneous structure as a model for solar cells, and calculate its solar cell power conversion efficiency which reaches up to 16.51% and is higher than the highest efficiency reported in organic solar cells (11.7%). Our work illustrates the potential of h-BP/h-BAs heterostructure as a candidate for high-efficiency 2D excitonic solar cells.  相似文献   
7.
D-木糖为炭源,月桂酸钠为模板剂,硼酸为掺杂剂,通过水热炭化方法制得硼掺杂分级多孔炭球(BPCS)。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、N2吸附-脱附测试、X射线光电子能谱(XPS)、顺磁共振波谱(EPR)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、X射线粉末衍射(XRD)、热重(TG)分析对样品进行表征。结果表明:月桂酸钠作为介孔造孔剂的同时,通过与D-木糖间的氢键作用使有机-有机自组装过程自发进行并形成窄尺寸分布(2~5 μm)规整炭球;硼酸在水热中催化炭源脱水降解,并以BC3、BCO2和BC2O的形式掺杂在炭球上,掺硼后炭球与水表面接触角降低,润湿性提高。经CO2活化、月桂酸钠高温分解以及胶质炭球的堆积分别产生微孔(0.5~1.2 nm)、介孔(3.14~35.00 nm)和大孔(60~146 nm)并形成分级结构。当硼酸加入量为0.927 5 g时多孔炭球(BPCS-1)的电化学性能最佳,在6 mol·L-1 KOH三电极体系中电流密度为0.5 A·g-1时,比电容达287.12 F·g-1;两电极体系中电流密度为0.5 A·g-1时比电容达151.34 F·g-1,能量密度达5.3 Wh·kg-1;电流密度为5 A·g-1时进行1 000次充放电循环,电容保持率仍达96.43%。  相似文献   
8.
针对氮化碳(C3N4)光生电荷易复合、光催化性能有限的不足,我们制备N和F共掺杂C3N4(NF-C3N4),以提升其光催化性能。利用NH4F在高温下原位分解产生的HF和NH3,对C3N4刻蚀的同时实现N和F双元素共掺杂。以氯化铵(NH4Cl)为对照,制备N掺杂C3N4(N-C3N4)。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、比表面积测试和电化学表征手段研究N、F共掺杂对C3N4形貌、成分、结构和物化性质等的影响规律。相比于C3N4和N-C3N4,NF-C3N4呈多孔状,比表面积增大,光生电荷的生成、分离和转移均被促进,NF-C3N4光催化还原Cr (Ⅵ)的速率是C3N4的2.6倍、N-C3N4的1.7倍。进一步考察了不同前驱体(尿素、双氰胺和三聚氰胺)对制备C3N4的影响,发现以尿素为前驱体的C3N4与NH4F的质量比为3∶2时,NF-C3N4呈现最佳的光催化性能。催化剂用量、光照强度、空穴捕获剂浓度的增加和pH的降低均能提高Cr (Ⅵ)还原速率。在NF-C3N4浓度为0.1 g·L-1、pH=3、cEDTA-2Na=2 mmol·L-1、40 min可见光照射后,Cr (Ⅵ)去除率达到90%。5次循环实验表明,优化制备的NF-C3N4光催化还原Cr (Ⅵ)的性能保持良好,具有较高的稳定性。  相似文献   
9.
采用基于密度泛函理论方法系统地研究了单个NO和CO小分子在非金属(B和N)与金属Ni原子共掺杂石墨烯(Bx-Ny-gra-Ni,x+y=0,1,2,3)表面的吸附特性,分析了吸附气体小分子的几何结构,吸附能,电荷转移量以及引起体系磁性变化等情况.研究结果表明:NO和CO倾向于吸附在Ni原子的顶位,B和N掺杂原子的数量和比例能够有效地调制小分子的吸附强度;与吸附的CO分子相比,Bx-Ny-gra-Ni表面吸附的NO分子能获得较多的电荷,进而表现出高的稳定性.此外,利用吸附的气体小分子与衬底间相互作用强度和灵敏性的差异、以及引起反应衬底的磁性变化将为设计石墨烯基气敏、催化和电子器件提供重要参考.  相似文献   
10.
在铜基底上制备了磁控溅射银膜,采用激光共聚焦显微镜(LSCM)、透射电镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)及电子背散射衍射(EBSD)等分析技术对载流摩擦试验后的磨斑微结构进行了分析. 结果表明:磨斑表面较平滑,可见犁沟、微坑及塑性流动等形貌,磨斑边缘存在堆积和剥落. 磨斑表面颗粒形态为短棒状和球状,颗粒尺寸为20~150 nm. 磨斑微结构中存在(012)和有利的(111)择优取向,晶粒平均粒度为582 nm,多数晶粒极细小,起到细晶强化作用. 在磨斑微结构中发现大量孪晶,(111)取向孪晶占比达到93.5%,这种高密度孪晶夹杂非孪晶的微结构,有利于材料内部的滑移和提高耐磨性. 在孪晶界发现存在大量{111}晶面族层错结构,有利于材料晶粒间滑移并提升宏观摩擦性能.   相似文献   
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