First-principles analysis of phonon thermal transport properties of two-dimensional WS_2/WSe_2 heterostructures

The van der Waals(vdW)heterostructures of bilayer transition metal dichalcogenide obtained by vertically stacking have drawn increasing attention for their enormous potential applications in semiconductors and insulators.Here,by using the first-principles calculations and the phonon Boltzmann transport equation(BTE),we studied the phonon transport properties of WS2/WSe2 bilayer heterostructures(WS2/WSe2-BHs).The lattice thermal conductivity of the ideal WS2/WSe2-BHs crystals at room temperature(RT)was 62.98 W/mK,which was clearly lower than the average lattice thermal conductivity of WS2 and WSe2 single layers.Another interesting finding is that the optical branches below 4.73 THz and acoustic branches have powerful coupling,mainly dominating the lattice thermal conductivity.Further,we also noticed that the phonon mean free path(MFP)of the WS2/WSe2-BHs(233 nm)was remarkably attenuated by the free-standing monolayer WS2(526 nm)and WSe2(1720 nm),leading to a small significant size effect of the WS2/WSe2-BHs.Our results systematically demonstrate the low optical and acoustic phonon modes-dominated phonon thermal transport in heterostructures and give a few important guidelines for the synthesis of van der Waals heterostructures with excellent phonon transport properties.     

倾斜光纤光栅温度传感透射光谱研究

利用耦合模原理,研究了倾斜光纤光栅的温度传感原理,分析了基模及高阶模透射谱的温度特性,仿真模拟了基模谐振波长和高阶模谐振波长的温度漂移特性,研究了倾斜角度对谐振波长的影响。结果表明:各个模式的谐振波长均随温度线性增长;倾斜角度的增加,中心波长不漂移,透射带宽变窄。其结果对倾斜Bragg光纤光栅的生产和应用具有一定的指导作用。     

类钙钛矿Pr1.3Sr0.7Ni0.7-xCu0.3FexO4+δ材料的制备与传导性能研究

以硝酸盐和氧化物为原料,通过甘氨酸-硝酸盐法(GNP)合成出Pr1.3Sr07Ni0.7-xCu0.3FexO4+δ(x=0,0.025,0.05,0.1) (PSNCF)粉体,经压制成形、烧结后得到烧结体样品.采用X射线衍射仪对煅烧后粉体的物相进行分析,利用扫描电子显微镜和能谱仪对样品的微观组织和元素分布进行了表征,采用四端子法和阻塞电极法测量了不同Fe掺杂量烧结体样品的电导率,并对材料的透氧性能进行了测试.实验结果表明,前驱体粉末在1000℃煅烧5h后得到具有四方相的PSNCF粉体.烧结体试样在300 ～ 950℃间的总电导率均在200 S·cm-1以上,且随Fe掺杂含量的增加有所下降;其中,Pr1.3 Sr0.7 Ni0.65 Cu0.3 Fe0.05 O4+δ样品的氧离子电导率在950℃时最大达到0.194 S ·cm-1.另外,随Fe掺杂量增加,PSNCF材料的透氧率增大,950℃下,Fe掺杂量为0.05时(厚1 mm,40;O2-60;N2),透氧率达0.034 mL·cm-2·min-1,为未掺杂样品的3倍.     

氮化硼纳米管热输运性能的分子动力学模拟

采用基于声子散射理论的Boltzmann-Peierls声子传输方程(BTE)和非平衡态分子动力学模拟(NEMD)方法研究了氮化硼纳米管(BNNT)的热输运性能.分析了BNNT的热力耦合效应,通过BTE与NEMD两种方法相结合,分析了温度和长度对BNNT热输运性能的影响,并应用量子修正扩大了NEMD的研究范围.结果表明:随着拉伸或压缩应变的增加,BNNT热输运性能均呈降低的趋势.通过计算声子态密度(PDOS)在理论上分析了以上结果,发现在拉伸状态下,声子模式的变化是决定BNNT热输运性能变化的主要因素;在压缩状态下,热导率变化是由于模型发生明显的屈曲变形引起的.在低温段,BNNT的热输运性能受量子效应影响最初有一个线性增加的过程,当温度超过一定值时,其开始显著地降低;当BNNT长度小于120nm时,随着长度的增加,其弹道性能逐渐减弱,但仍主要体现为弹道特征,其热导率(κ)与长度(L)基本满足κ∝Lα这一关系.     

MATLAB语言在传感器实验数据处理中的应用

本文针对传感器实验教学中存在的数据处理难的问题,提出了调用MATLAB语言处理实验数据的方法,能完成实验曲线和拟合曲线的的绘制,计算传感器的灵敏度和线性度及其迟滞和重复性误差,并用实例介绍该方法的具体运用。结果表明,用MATLAB处理实验数据方法简单,且处理结果更能满足实验要求,适合在实验教学中推广。