光纤中热力学本征涨落相位噪声

根据涨落的热力学理论,详细分析和计算光纤中热力学本征涨落相位噪声的方均值。讨论它对光纤干涉仪的影响,把热力学本征涨落噪声和热力学本征驻波噪声进行比较     

分析热力学的应用：平衡态热力学中温度的相对论变换

用分析热力学的观点和方法研究了温度的相对论变换公式，得到了与Planck，Einstein和de Broglie完全相同的结果：T=1-β²T₀；分析热力学的特色和 优点是，在推演过程 中根本不需要δQ=1-βδQ₀这一可能引起争议的和p=p₀这 一显而易见的相对论变换公式，它们是作为附带结果出现的. 关键词： 分析热力学 相对论热力学 平衡态热力学 热力学基本Poisson括号     

超荧光辐射的热力学模型分析

导出了超荧光辐射方程和热能转化方程,并分析了它的暂态过程通过对热力学Maxwell-Bloch方程的线性稳定性分析从理论上证实了超荧光产生的可能性,并用得出的辐射场时间相关函数分析了它的相干过程应用统计热力学涨落公式,导出了有效的初始tipping角θ.和延迟时间因子τ-D.本文结果与过去公认结果符合较好. 关键词：     

基于化学势的吸收过程热力学分析

溴化锂浓溶液对水蒸气的吸收与凝结的热力学过程,一般都用浓度梯度这个驱动势(Fick定律)来分析,但这并不完善。而化学势是引起质传递的真正驱动势,本文基于化学势这一理论对水蒸气的被吸收过程进行了热力学分析,得出蒸发器的水蒸气虽温度低于喷淋溶液的温度,但它的化学势高于溶液中水的化学势,所以被溶液吸收,且溶液温度(浓度)越高化学势差值越大,水蒸气越易被吸收,针对这一特点,本文提出了对吸收器设计的改进意见。     

混合工质匹配性能的热力学分析

利用经典热力学的基本理论,建立了传热过程不可逆损失与匹配性能之间的关系式,从理论上揭示了制冷工质与变温热源的温度匹配性能与其不可逆损失之间的内在联系和混合工质的节能机理,使热力学理论在研究不可逆传热过程中得到了充分的应用与发展。     

新型环保制冷剂氟化醚类物质的热力学分析

本文筛选了可能作为替代制冷剂的氟化醚类（ＨＦＥｓ）纯物质和混合物,然后对这些工质的制冷循环性能进行了热力学分析。分析结果表明：在醚类纯质及混合物中 ｃ－ＨＦＥ２１６、 ＨＦＥ１４３ａ、 ｃ－Ｅ２－２１６、 ｃ－ＨＦＥ２１６／ＨＦＥ１４３ａ和ｃ－ＨＦＥ２１６／ｃ－Ｅ２－２１６适合替代 ＣＦＣ１２和 ＨＦＣ１３４ａ ; ＨＦＥ１２５适合替代 ＣＦＣ１１５; ＨＦＥ１３４、 ＨＦＥ２４５ｃｂ β和 ＨＦＥ１４３／ＨＦＥ３１－１０适合替代 ＣＦＣ１１４ ; ＨＦＥ３３８ｍｆ、 ＨＦＥ２４５ｆａ、 ＨＦＥ１４３、 ＨＰＥ２６３ｆｂ、 ＨＦＥ２３６ｅａ／ＨＰＥ２４５ｆａ和 ＨＦＥ２３６ｅａ／ＨＦＥ１４３有望成为ＣＦＣ１１的替代物。     

MnTe单晶薄膜的外延制备、本征点缺陷结构及电输运优化

砷化镍型MnTe化合物是一类重要的环境友好p型中温热电材料.低空穴浓度是制约MnTe热电材料性能优化的关键因素,目前对于MnTe热电材料的性能优化缺乏系统的实验研究.本文采用分子束外延技术制备MnTe薄膜,并用扫描隧道显微镜表征其本征点缺陷,最终通过本征点缺陷的调控实现了MnTe的电输运性能大幅优化.结果表明, Mn空位(V_Mn)和Te空位(V_Te)是MnTe薄膜的主要本征点缺陷结构.随着薄膜生长温度(T_sub)的提高或Mn∶Te束流比的降低, MnTe薄膜的空穴浓度得到了大幅提升,最高空穴浓度可达21.5×1019 cm–3,比本征MnTe块体获得的数值高一个数量级.这归因于MnTe薄膜中p型V_Mn浓度的显著增加,并引起电导率和功率因子的显著提升.最后,在T_sub=280℃以及Mn∶Te=1∶12条件下生长的MnTe薄膜获得了所有样品中最高的热电功率因子,在483 K达到1.3μW·cm^–1·K^–2.本研究阐明了MnTe中存在的本征...     

新一代核能布雷顿闭式循环热力学分析研究

核能利用是２０世纪最激动人心的科学成就之一。核能和平利用的重点在核能发电,至今核电站反应堆多为低温水冷堆,采用水或重水作为冷却剂和慢化剂,堆出口载热工质温度较低（２８０“Ｃ～３４０“ｑ,因而多应用常规的Ｒａｎｋｉｎｅ蒸汽热力循环,热转功的效率较低（２８％～３３％）。９０年代以来,随着工业和航空燃气轮机技术长足进步和高温核反应堆的进展,核能布雷顿闭式循环（ＮＥＢＣＣ）展现出提高性能的潜力和发展前景,受到普遍关注。近期提出的模块化高温气冷堆氦气轮机（ＭＨＲ－－ＧＴ）［‘－‘］就是应用ＮＥＢＣＣ的典型…     

关于液体沸腾汽化过程的热力学分析

对纯液体沸腾泊化过程的热力学问题用吉布斯自由能判据进行了详细讨论，指出生成一个球形所泡新相时必须克服一个能峰，而且这个能峰随液体的过热度的增大而变小，从而合理地解释了液体沸腾汽化的过热现象。     

ZnO电子结构和p型传导特性的第一性原理研究

基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一性原理平面波超软赝势方法(USPP)，对不同掺杂情况的ZnO晶体几何结构分别进行了优化计算，从理论上给出了ZnO的晶胞参数，得到了ZnO的总体态密度(TDOS)和氮原子2p态的分波态密度(PDOS).计算结果表明：原胞体积随着掺杂比例的提高而逐渐减小；将氮铝按照2∶1的原子比例共掺可以使氮的掺杂浓度比只掺杂氮时明显提高，且随着铝在锌靶中掺入比例的增加，载流子迁移率提高，浓度增大，使得p型ZnO电导率提高，传导特性增强. 关键词： 共掺 p型传导 态密度 第一性原理     

Ag-N共掺p型ZnO的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势法对Ag-N共掺杂ZnO体 系以及间隙N和间隙H掺杂p型ZnO: (Ag, N)体系的缺陷形成能和离化能进行了研究. 结果表明, 在Ag_Zn和N_O所形成的众多受主复合体中, Ag_Zn-N_O受主对不仅具有较低的缺陷形成能同时其离化能也相对较小, 因此, Ag_Zn-N_O受主对的形成是Ag-N共掺ZnO体系实现p型导电的主要原因. 研究发现, 当ZnO: (Ag, N)体系有额外间隙N原子存在时, Ag_Zn-N_O受主对容易与N_i形成Ag_Zn-(N₂)_{m O}施主型缺陷, 该施主缺陷的形成降低了Ag-N共掺ZnO的掺杂效率因而不利于p型导电. 当间隙H引入到ZnO: (Ag, N)体系时, H_i易与Ag_Zn-N_O受主对形成 受主-施主-受主复合结构(Ag_Zn-H_i-N_O), 此复合体的形成不仅提高了Ag_Zn-N_O受主对在ZnO中的固溶度, 同时还能使其受主能级变得更浅而有利于p型导电. 因此, H辅助Ag-N共掺ZnO可能是一种有效的p型掺杂手段. 关键词： p型ZnO 缺陷形成能 受主离化能 第一性原理     

表面效应对Li掺杂的ZnO薄膜材料p型电导的影响

利用第一性原理的方法研究了在ZnO非极性表面和极性表面的不同原子层中, 分别用Li原子去替位Zn原子(记为Li_Zn)后的相对稳定性和热离化能. 计算结果表明Li_Zn处于ZnO表面区域时的稳定性优于在ZnO体中时的稳定性, 并且Li_Zn在表面区域的热离化能要比它在体结构中的热离化能大很多, 于是, ZnO表面效应的存在会使Li掺杂的ZnO薄膜材料的p型导电能力大幅度降低. 这个结果对低维ZnO体系p型掺杂有着重要的指导意义. 我们进一步发现, 在不同的ZnO表面区域里Li_Zn的热离化能会表现出很大的差异是源于不同的表面具有不同的静电势分布.     

N离子注入富氧ZnO薄膜的p型导电及拉曼特性研究

采用射频磁控溅射法在富氧环境下制备ZnO薄膜, 继而结合N离子注入及热退火实现薄膜的N掺杂及p 型转变, 借助霍尔测试和拉曼光谱研究了N离子注入富氧ZnO薄膜的p型导电及拉曼特性. 结果表明, 在 600 ℃温度下退火120 min可获得性能较优的p-ZnO: N薄膜, 其空穴浓度约为2.527×10¹⁷ cm^-3. N离子注入ZnO引入了三个附加拉曼振动模, 分别位于274.2, 506.7和640.4 cm^-1. 结合电学及拉曼光谱的分析发现, 退火过程中施主缺陷与N受主之间的相互作用对p-ZnO的形成产生重要影响.     

限制在一维谐振势下的三维自由电子气的一些热力学性质

利用围路积分表达的计算系统热力学势的一个公式,得到被一维谐振子势限制、有垂直磁场作用的三维自由电子气的在任意温度下的热力学势的精确解析表达式.然后利用其研究了不同温度和尺度区域内磁化强度、磁化率和比热随磁场强度的变化情况.研究表明,低温下磁化强度、磁化率和比热随磁场强度变化出现振荡现象,其中比热还会出现两种不同的振荡模式.     

B-N共掺杂改善p型ZnO的理论分析

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势法对B缺陷在ZnO中的存在形式进行了理论分析,对B-N共掺杂ZnO体系的晶格结构、杂质形成能、杂质态密度及电子结构进行了系统的研究.研究表明,B缺陷在掺杂体系中主要以BZn的形式存在,这种结构会引起相应的晶格收缩;研究发现与以往的N掺杂相比,共掺结构具有更低的杂质形成能和更高的化学稳定性,因此更加适合掺杂.此外,共掺能够形成更低的受主能级,因而减小了受主的杂质电离能,提高了受主态密度;研究显示共掺结构下的杂质N原子与体相Zn原子之间的键合能力提高,受主原子得电子的能力增强,因此B-N共掺有望成为一种更为有效的p型掺杂手段.     

Luminescence of ZnO Having a Superstoichiometric Content of Oxygen

Using a unique method of radical-beam heteroepitaxy (RBHE) based on annealing of the crystals of the II–VI (ZnSe) compounds in a flow of radicals of a metalloid component — oxygen O — ZnO layers with a superstoichiometric content of oxygen were obtained. The conductivity of the layers = 10² ·cm, the mobility of the holes = 23 cm²/V·sec, and the concentration N _A = 10¹⁵ cm^–3. The luminescence spectra of pure ZnO single crystals and those doped with Li and Na, both treated by the RBHE method, are studied at helium temperatures. The luminescence centers associated with the intrinsic defects (V _Zn) are identified.     

ZnO压敏陶瓷介电损耗的温度谱研究

利用Novocontrol宽频介电谱仪在-100—20 ℃温度范围内测量了ZnO-Bi₂O₃系压敏陶瓷的介电频谱,其频率范围为10^-2—10⁶ Hz. 研究表明： ZnO压敏陶瓷特征损耗峰的活化能分别为0.26和0.36 eV,结合实验条件、理论计算结果及其他现象的分析排除了特征损耗峰源于阴极电子注入、夹层极化和偶极子转向极化的可能.热刺激电流（TSC）谱共出现三个峰,其中高温峰对应于TSC实验加压过程引入的热离子极化,而中温峰和低温峰对应于介电损耗峰. 在分析的基础上,提出了ZnO压敏陶瓷的特征损耗峰起源于耗尽层内本征缺陷的电子弛豫过程. 关键词： ZnO压敏陶瓷 本征缺陷 介电谱 热刺激电流     

内在缺陷与Cu掺杂共存对ZnO电磁光学性质影响的第一性原理研究

采用基于自旋密度泛函理论的平面波超软赝势方法,研究了Cu掺杂ZnO (简称Cu_(Zn))与内在缺陷共存对ZnO电磁光性质的影响.结果表明,Cu是以替位受主的形式掺入的;制备条件对Cu_(Zn)及内在缺陷的形成起至关重要的作用,富氧条件下Cu掺杂有利于内在缺陷的形成,且Cu_(Zn)-O_i最易形成;相反在缺氧条件下,Cu掺杂不利于内在缺陷的形成.替位Cu的3d电子在价带顶形成未占据受主能级,产生p导电类型.与Cu_(Zn)体系相比,Cu_(Zn)-V_O体系中载流子浓度降低,导电性变差;Cu_(Zn)-V_(Zn)体系中载流子浓度几乎不变,对导电性没影响;Cu_(Zn)-O_i体系中载流子浓度升高,导电性增强.纯ZnO体系无磁性;而Cu掺杂ZnO体系,与Cu原子相连的O原子,电负性越小,键长越短,对磁矩贡献越大;Cu_(Zn)与Cu_(Zn)-O_i体系中的磁矩主要是Cu的3d电子与Z轴上O的2p电子耦合产生的;Cu_(Zn)中存在空位缺陷(V_O,V_(Zn))时,磁矩主要是Cu 3d电子与XY平面内O的2p电子强烈耦合所致;Cu_(Zn)中存在V_(Zn)时,磁性还包含V_(Zn)周围0(5, 6)号原子2p轨道自旋极化的贡献;所有体系中Zn原子自旋对称,不产生磁性.Cu_(Zn)-V_(Zn)和Cu_(Zn)-O_i缺陷能态中,深能级中产生的诱导态是0-0 2s电子相互作用产生的.Cu_(Zn)模型的光学带隙减小,导致吸收边红移;Cu_(Zn)-V_(Zn)模型中吸收和反射都增强,使得透射率降低.     

Quantitative analysis of surface donors in ZnO

At low temperatures, typically up to 30 K or even higher, the electrical properties of bulk ZnO samples are nearly always dominated by a conductive near-surface region. Here we show that a single, low-temperature Hall-effect measurement, say at 20 K, and a reasonable assumption regarding the upper limit of the surface compensation ratio, yields a value of surface donor concentration N_D,surf accurate to within about a factor two. Examples are given for bulk materials grown by the vapor-phase, melt, and hydrothermal processes.