侧边抛磨光纤中传输光功率变化的实验研究

针对轮式光纤侧边抛磨法制备的侧边抛磨光纤,研究了在侧边抛磨区覆盖不同折射率的材料时,侧边抛磨光纤传输光功率随覆盖材料折射率变化的特性.研究表明,侧边抛磨光纤中传输光功率会随抛磨区覆盖材料折射率的变化而改变.当覆盖材料的折射率小于1.437 8时,光功率损耗近似为零；而当覆盖材料的折射率逐渐增大接近1.452 1时,光功率损耗迅速增大至最大值.当覆盖材料的折射率由1.453 2逐渐增大时,光功率损耗由最大值逐渐减小,最终维持在某个确定的值.侧边抛磨光纤并不是抛磨深度越深,损耗就越大.侧边抛磨光纤中传输的光功率存在波长相关损耗(WDL）.实验结果与理论结论符合较好.     

面心立方双层铁磁薄膜中低能量体模的波形演化

利用二次量子化方法研究了由相同面心立方结构(100)材料构成的铁磁性双层薄膜中的自旋波,重点讨论了低能量体模的波形演化情况.结果表明,面心立方晶格能量较低的体模在薄膜A-A型铁磁材料传播过程中波形完全相同,传播行为也完全相同;并且随着能量的增加,体模波长在两层铁磁薄膜材料中逐渐缩短,波速逐渐减小.     

Ag掺杂对p型Pb0.5Sn0.5Te化合物热电性能的影响规律

采用熔融缓冷技术制备了不同Ag掺杂量的p型Ag_x(Pb_0.5Sn_0.5)_1-xTe化合物,系统地研究了Ag掺杂对所得材料的相组成、微结构及其热电传输性能.Ag的掺入显著增加了材料的空穴浓度,但是材料的空穴浓度远小于Ag作为单电子受主时理论空穴浓度,且在掺杂量为5%时未出现任何第二相,这表明Ag在可能进入晶格间隙位置而作为电子施主,起到补偿作用.随着Ag掺杂量的增加,样品的电导率逐渐增加,而Seebeck系数表现出复杂的变化趋势:在低于450 K时逐渐增加,而在温度大于450 K时逐渐降低,这主要源于材料复杂的价带结构.由于空穴浓度的优化和重空穴带的主导作用,1%Ag掺杂样品获得最大的功率因子,在750 K可达2.1 mW.m^-1.K^-2.此外,Ag的掺入引入的点缺陷大幅散射了传热声子,使得晶格热导率随着Ag掺量的增加逐渐降低.结果1%Ag掺杂样品在750 K时获得了最大的热电优值ZT=1.05,相比未掺样品提高了近50%,这一数值同商业应用的p型PbTe材料的性能相当.但是Sn取代显著降低了有毒重金属Pb的用量,这对PbTe基材料的商业化应用及其环境相适性具有重要意义.     

ZnS型发光材料光老化的研究

用X射线衍射谱证实了ZnS光致发光材料经紫外线照射后,体色逐渐变灰至黑是由于ZnS离解析出Zn所引起并发现尚有其它组分存在.还研究了不同波长的紫外线照射和材料粒经大小对ZnS发光材料光老化的影响得出一些新的实验结果.     

二维量子片及其光学研究进展

以石墨烯为代表的二维材料因其独特的结构和优异性能而受到广泛关注.随着二维材料在无限小的方向不断发展,二维(材料)量子片逐渐引起人们极大的兴趣.二维量子片不仅保留了二维材料的本征特性,而且表现出量子限域和突出的边缘效应,为二维材料的潜在应用带来全新机遇.本文详细介绍了二维量子片的基本概念,制备现状与光学性能的研究进展,特...     

新型水填充多孔污损可脱附型防污涂层

在球磨机的作用下,氯化钠被碾磨成微米粒子,使用分散剂,将其均匀分散在有机硅树脂之中. 此混合物中添加交联剂,涂膜并加热交联后得到氯化钠粒子均匀包埋其中的有机硅弹性体涂层. 此涂层在水中浸泡后,氯化钠粒子会逐渐扩散进入水中,而水逐渐填充原本由氯化钠粒子占有的孔洞,从而形成水填充的多孔弹性体涂层. 扫描电镜图像证明了此结构的产生. 弹性体中存在的微米大小的水滴可以降低材料的剪切储能模量和增加损耗正切角. 其中剪切储能模量的降低起到了主要作用,并使材料具有更好的污损可脱附性能. 同时使用廉价的氯化钠也可以有效降低材料整体的价格.     

一维纳米限域物质的结构

低维材料的结构探索是我们全面认识元素物态的关键.近年来,研究方法的发展使包括一维原子链在内的各种低维结构逐渐被报道.根据一维限域材料的发展现状,本文重点对直径1 nm以下单质材料的结构和物理性质进行了综述,并简要总结了此类研究中常用的实验技术和理论方法.希望通过材料结构特性的解读和研究方法的讨论,说明目前理论计算层面存在的困难及需要面临的挑战,并以此对一维限域材料的研究前景进行展望.     

基于石墨烯和二氧化钒的太赫兹宽带可调谐超材料吸收器

太赫兹超材料吸收器作为一种重要的太赫兹功能器件,被广泛应用于生物医学传感、电磁隐身、军用雷达等多个领域.但这种传统的超材料吸收器结构具有可调谐性差、功能单一、性能指标不足等缺点,已经无法满足复杂多变的电磁环境的要求,因此可调谐超材料吸收器逐渐成为了太赫兹功能器件领域的研究热点.为实现超材料吸收器吸收特性的调谐,通常从调...     

近红外应力发光材料研究进展

应力发光材料因在应力传感、光学信息存储、生物成像显示、防伪等领域的潜在应用,引起了广大科研工作者的关注.但是,目前已知该材料的发光大多集中在可见光波段范围,这极大地限制了其更广阔的应用;而近红外应力发光材料由于不受明亮环境的干扰以及具有良好的生物组织透过性,逐渐步入科研工作者的视野,成为一类重要的应力发光材料.本文主要...     

金属玻璃温度依赖的拉压屈服不对称研究

通过引入静水应力对自由体积演化的影响, 研究了金属玻璃在不同温度下的拉压屈服行为. 结果表明, 在拉伸和压缩载荷下, 屈服强度均满足(T/T_g)^1/2的温度依赖关系; 同时, 在不同温度下, 材料的压力敏感系数保持为常值0.1. 随着温度的升高, 压力对自由体积的影响逐渐降低, 从而导致材料的拉压屈服不对称性逐渐趋于不显著. 在高温下, 显著的结构弛豫减缓了自由体积增长速率从而抑制材料迅速屈服. 这些结果将有助于更深入的认识金属玻璃屈服及其拉压不对称性的内在机理.     

一类金属卤化物中孤对电子立体化学活性及其对双折射率的影响机制研究

双折射材料广泛应用在激光通讯等工程和研究领域.本文使用第一性原理方法研究了后过渡金属卤化物PbX_(2)和BiX_(3)(X=Cl,Br,I)的电子结构与双折射率.计算结果表明,PbX_(2)和BiX_(3)(X=Cl,Br,I)中阳离子孤对电子立体化学程度自X=Cl至X=I逐渐减弱.原子轨道计算分析表明M s-X p(M为阳离子,X为卤素)轨道能级差值决定阳离子孤对电子立体化学活性程度;能级差值越大,孤对电子立体化学活性程度越弱.费米面附M p轨道极大影响材料双折射率的大小,因而使得这些材料的双折射率从X=Cl至X=I逐渐增强.     

一类低反射率分形膜系的设计

讨论了一类分形电磁波吸收膜层的设计.基于一种简化模型解析计算了膜系反射率,并得出了一系列选择膜层材料以降低反射率的判据.对由这些判据所选的一些理想和实际材料所构成的膜系的反射率进行了数值模拟.结果表明,符合材料判据构成的分形膜系的反射率会随分形级数的增加而逐渐降低.最低的平均反射率为0.01. 关键词： 分形 薄膜系 电磁波吸收     

激光驱动高压下材料状态方程实验研究进展

利用激光驱动冲击波进行材料状态方程实验研究已逐渐成为实验室获得材料TPa以上高压状态方程数据的重要途径.文章简述了激光状态方程实验研究方面的进展,重点介绍了激光驱动冲击波的基本特性,激光状态方程实验测量方法,激光驱动冲击波平面性、稳定性及干净性研究,以及激光状态方程实验研究等方面的成果.     

固体物理在研究材料断裂中的应用

固体的断裂是工程结构材料较常发生的现象.研究固体的断裂问题,对于工程上的实际需要有很重要的意义.当前,从工程力学的角度研究固体断裂问题是比较多的,应用的和基础的研究均已不少.人们在实践中也逐渐地认识到从另外一个角度,即金属学及金属物理等方面进行研究也很重要.宏观和微观相结合的问题在国内外学术界提出来了。“断裂物理”这个术语近几年在国内已逐渐流行.的确,把材料断裂的力学研究和物理研究结合起来,对于了解材料断裂过程必然会更加全面和深入. 固休物理属于和实际关系较密切的基础学科.它的某些理论方法和实验技术用到研究衬…     

一种基于旋转调谐的超材料

数值仿真研究了一种可调谐的双开口谐振环(DSRR)超材料.在平行入射的电磁波激励下,这种DSRR单元可以在不同的频段分别表现出磁谐振和电谐振.当外加电场E与DSRR的双开口平行时,DSRR受激励得到的磁谐振和电谐振强度最大.随着DSRR超材料沿外加磁场H方向顺时针旋转,其磁谐振和电谐振频率基本保持不变,但谐振强度均发生显著下降,同时对应透射相位的突变也逐渐降低.提出的超材料调谐方法只需要简单地旋转材料,而不需要改变原有超材料单元的结构或者增加额外的激励场,极大地简化了可调谐超材料的制备及应用,在电磁开关、相位调制等方面具有潜在的应用.同时,这种简单的方法有希望应用于更高频段的超材料调谐,可以有效地拓展太赫兹频段和光频段超材料的实际应用.     

硫化锡电子结构和光学性质的量子尺寸效应

基于密度泛函理论的第一性原理计算,系统研究了硫化锡(SnS)晶体、纳米单层及多层的结构稳定性、电子结构和光学性质.结果表明:由于相对弱的层间范德瓦尔斯力作用,SnS单层纳米片可以像石墨烯等二维材料一样从块体中剥离出来;受制于量子尺寸效应和层间相互作用的影响,SnS的结构稳定性随层数减少而逐渐减弱,其带隙随层数减少而逐渐增大;由于材料的本征激发和吸收取决于电子结构,因此改变SnS材料的层数可以到达调控其光学性质的目的;SnS块体和纳米结构的主要光学吸收峰起源于Sn-5s,5p和S-2p轨道之间的电子跃迁;并且从块体到单层纳米结构,SnS的光学吸收峰出现明显的蓝移.本文的研究将有助于SnS材料在太阳能电池领域的应用.     

Ag-ZnO纳米复合热电材料的制备及其性能研究

ZnO是一类具有潜力的热电材料, 但其较大声子热导率影响了热电性能的进一步提高. 纳米复合是降低热导率的有效途径. 本文以醋酸盐为前驱体, 溶胶-凝胶法制备了Ag-ZnO纳米复合热电材料. 扫描电镜照片显示ZnO颗粒呈现多孔结构, Ag纳米颗粒分布于ZnO的晶粒之间. Ag-ZnO纳米复合材料的电导率比未复合ZnO材料高出100倍以上, 而热导率是未复合ZnO材料的1/2. 同时, 随着Ag添加量的增加, 赛贝克系数的绝对值逐渐减小. 综合以上原因, 添加7.5%mol Ag的Ag-ZnO纳米复合材料在700 K时的热电优值达到0.062, 是未复合ZnO材料的约25倍. 在ZnO基体中添加导电金属颗粒有利于产生导电逾渗通道, 提高材料体系的电导率, 但同时导致赛贝克系数的绝对值减小. 总热导率的差异来源于声子热导率的差异. 位于ZnO晶界的纳米Ag颗粒, 有利于降低声子热导率. 关键词： 热电材料 ZnO 纳米复合 热导率     

含微孔洞脆性材料的冲击响应特性与介观演化机制

微孔洞显著地影响着脆性材料的冲击响应,理解其介观演化机制和宏观响应规律将使微孔洞有利于而无害于脆性材料的工程应用.通过建立能够准确表现材料弹性性质和断裂演化的格点-弹簧模型,本文揭示了孔洞的演化对于脆性材料的影响.冲击下孔洞导致的塌缩变形和从孔洞发射的剪切裂纹所导致的滑移变形产生了显著的应力松弛,并调制了冲击波的传播.在多孔脆性材料中,冲击波逐渐展宽为弹性波和变形波.变形波在宏观上类似于延性金属材料的塑性波,在介观上对应于塌缩变形和滑移变形过程.样品中的气孔率决定了脆性材料的弹性极限,气孔率和冲击应力共同影响着变形波的传播速度和冲击终态的应力幅值.含微孔洞脆性材料在冲击波复杂加载实验、功能材料失效的预防、建筑物防护等方面具有潜在的应用价值.所获得的冲击响应规律有助于针对特定应用优化设计脆性材料的冲击响应和动态力学性能.     

非晶态物理讲座 第一讲 非晶态材料的结构

1960年 Pcl Duwez等用喷枪法获得非晶态Au-Si合金以来,金属玻璃的研究取得了显著的成绩.近几年来,非晶硅太阳能电池等方面取得的进展,引起了许多科学工作者对非晶态材料注意.本来自然界中就存在天然的非晶态材料,如火山熔岩冷却中形成的某些玻璃态物质.人类制造和使用氧化物玻璃已有悠久的历史.约四十年前,人们用真空蒸发、溅射、电解等方法也得到过某些金属的非晶态薄膜.塑料等材料问世后更大大增加了人们使用的非晶态材料的品种.可是从科学发展的过程看,以前人们对固态材料的研究主要集中在晶体,从理想晶体开始逐渐发展到对各种晶体缺陷…     

碳点在钠离子电池中的应用

碳点是一类新兴的碳材料,由于其超小的尺寸、丰富的可控表面官能团、良好的生物相容性、无毒性和光致发光等特点,自发现以来得到了广泛研究,逐渐被应用于各种领域.近年来,碳点在新一代电池中的应用受到了广泛关注,针对碳点在钠离子电池电极材料方面的应用优势和存在的挑战,本文以碳点衍生碳材料、碳点对电极材料的表面修饰和形貌调控为脉络...