谢尔宾斯基三角分形结构的STM研究

分形结构因其特殊的数学和美学意义受到科学家们长期以来的广泛关注。化学家更是试图利用共价键和配位键等来合成各类分子分形结构,但由于溶解性的限制,始终无法实现高级别、无缺陷的分子分形结构的构筑。最近我们采用超高真空表面制备方法,成功获得了基于卤键与配位键的谢尔宾斯基三角分形结构,并使用扫描隧道显微镜(STM)对其生长机制进行了研究。4, 4′′′-二溴-1, 1′:3′, 1′′:4′′, 1′′′-四联苯分子在Ag(111)表面通过自组装形成了一系列无缺陷卤键分形结构。由于卤键作用较弱,该结构只能稳定在液氮温度以下。在Au(111)表面共沉积4, 4′′-二氰基-1, 1′:3′, 1′′-三联苯分子与铁原子可以制备出更稳定的配位分形结构。密度泛函理论计算揭示了分形结构的成像机制。蒙特卡洛计算表明,表面三节点的形成对谢尔宾斯基三角分形结构的生长具有重要意义。     

Q-switched fiber laser operating at 1.5 μm based on WTe_2

Compared with the extensively studied MoS2 and WS2, WTe_2 owns a smaller bandgap, which is applicable to a near-infrared system in photodetectors, communications, and ultrafast optics. In this work, the WTe_2 saturable absorber(SA) with the tapered fiber structure is prepared by the magnetron-sputtering technology, which enables the prepared SA to be low in cost and have strong nonlinearity. The modulation depth of the prepared WTe_2 SA is measured as 31.06%. The Q-switched fiber laser operating at 1.5 μm is successfully investigated by incorporating the proposed SA into the prepared ring cavity. To the best of our knowledge, this is the first attempt of WTe_2 in the Q-switched fiber laser at 1.5 μm.     

基于取代型多酸复合材料的多巴胺电化学检测

本文构建了基于取代型多酸与还原氧化石墨烯（RGO）复合材料的多巴胺电化学传感器. 首先,通过水热法合成了十一钨镍杂多钨硅酸盐K₂H₂SiW₁₁NiO₃₉·xH₂O（SiW₁₁Ni）,利用Hummers法与化学还原法合成了还原氧化石墨烯. 并使用SEM、XRD与FTIR等测试方法对材料进行了表征. 将SiW₁₁Ni与RGO按照一定的比例滴涂在玻碳电极表面,以便成功构建出传感界面（SiW₁₁Ni-RGO/GCE）. 然后,采用电化学阻抗法与循环伏安法等方法研究了传感界面的电化学性质. 优化实验条件后,利用该传感器通过循环伏安法对多巴胺进行定量检测,并且氧化过程展现出较为良好的性能. 其检出限为3.2 μmol·L ^-1（S/N = 3）,灵敏度为9.71 μA·(μmol·L ^-1·cm ^-2) ^-1,线性范围为10 ~ 80 μmol·L ^-1. 同时,所制备的传感器表现出良好的稳定性与抗干扰能力. 该传感器修饰过程简单、成本低、电化学性能良好,为多酸在化学传感领域的应用提供新思路.     

有机三元共混异质结太阳能电池结构理论设计与光伏性能研究

利用光学近场激发与局域理论,通过光学仿真软件建立银/金方阵微纳结构理论模型,使用高分辨率光刻技术构建基于完美吸收体的聚合物/富勒烯太阳能电池结构,实现活性层对太阳光谱从紫外到近红外全波段光谱的完美吸收,提高了聚合物电池能量转换效率.设计和制备了结构上类似、彼此具备良好的相容性、在吸收光谱上互补的新型给体材料.与富勒烯受体材料混合制作三元体系的太阳能电池,以最大程度地匹配太阳光谱,该方法可以有效地提高器件对太阳光的响应能力,产生大量的光生载流子,大幅度地提高短路电流密度和开路电压.本文研究有望为获得新一代高效率、高稳定性的聚合物光伏器件提供参考.     

光学相干域偏振测量技术及其在高精度光纤陀螺器件测量中的应用

光学相干域偏振测量(OCDP)技术是一种基于白光干涉原理,利用保偏光纤器件和组件中的偏振传输模式之间存在的能量耦合(偏振串扰)实现分布式偏振特性精确表征的测试方法,具有超高偏振测量灵敏度(偏振串扰为-100~-90dB)、高空间分辨率(5~10cm)、超宽测量动态范围(10~9~10~(10))和长光纤测量距离(数千米)等优点,可以满足包括光纤陀螺核心器件和光路在内的保偏光纤器件与组件的超高偏振性能测试需求。回顾OCDP原理与关键技术,包括分布式偏振串扰的测试原理与精确建模方法以及OCDP仪器化若干关键技术;展示OCDP技术在超高消光比集成波导调制器、超长陀螺敏感环定量测试与诊断、评估中的应用;针对高性能光纤传感器复杂多变的应用环境,展望OCDP技术在高精度光纤陀螺的核心器件与整机光路测试中未来的发展方向。     

应用于激光扫描投影仪器的动态聚焦技术研究

为了实现激光投影仪器或系统的自动聚焦,研究搭建了激光动态聚焦系统。该系统可依据背向反射光强信号的变化调节聚焦系统的镜组间距,使激光扫描投影系统能够在不同距离的投影面上聚焦出最小光斑,从而提高系统的定位精度。根据激光动态自聚焦系统的原理,设计了光学杠杆型和反远距型2种动态自聚焦方案,并推导出相应的数学模型;利用ZEMAX光学设计软件进行仿真实验,通过比较得出响应更加灵敏、结构更加合理的自聚焦系统;搭建新型自聚焦激光扫描投影系统对动态自聚焦性能进行了验证。实验结果表明:反远距型动态自聚焦系统更加合理,在4.5 m处的投影面上,汇聚光斑直径最优可达0.2 mm,可使激光扫描投影仪在进行辅助装配时的定位准确度提高至0.1 mm,能够达到先进制造装配工程中零部件的精准定位要求。     

Diffusion behavior of hydrogen isotopes in tungsten revisited by molecular dynamics simulations

Molecular dynamics simulations were performed to study the diffusion behavior of hydrogen isotopes in single-crystal tungsten in the temperature range of 300–2000 K. The simulations show that the diffusion coefficient of H isotopes exhibits non-Arrhenius behavior, though this deviation from Arrhenius behavior is slight. Many-body and anharmonic effects of the potential surface may induce slight isotope-dependence by the activation energy; however, the dependence of the pre-factor of the diffusion coefficient on the isotope mass is diminished. The simulation results for H-atom migration near W surfaces suggest that no trap mutations occur for H atoms diffusing near either W{100} or W{111} surfaces, in contrast to the findings for He diffusion near W surfaces. Based on the H behavior obtained by our MD simulations, the time evolution of the concentration distribution of interstitial H atoms in a semi-infinite W single crystal irradiated by energetic H projectiles was calculated. The effect of H concentration on H diffusion is discussed, and the applicability of the diffusion coefficients obtained for dilute H in W is assessed.     

壳体约束对液体爆炸抛撒流场特性的影响

进行了不同壳体约束条件下的液体爆炸抛撒实验,讨论了壳体对起爆后早期抛撒流场特征的影响,分析了爆炸分散过程中液体的状态变化和破碎分散机理,并通过数值模拟进行了对比分析。结果表明,在爆炸反射稀疏波的作用下液体发生空化现象,壳体强度越高,空化发生的延迟越大,发生位置越靠近爆心,同时,爆炸产物气体与液体在其界面附近越早发生掺混。     

Hopf群余代数上对角交叉积的Maschke型定理

构造了Hopf群余代数上对角交叉积代数结构,给出了其为Hopf群余代数的充要条件,证明了其表示范畴同构于Yetter-Drinfeld群模范畴,并将Hopf代数理论中经典的Maschke型定理推广至Hopf群余代数的对角交叉积。     

PPAC在单粒子效应地面模拟实验中对束流均匀度测量的应用

单粒子效应(SEE)加速器地面模拟需要离子束具有较好的均匀度,针对回旋加速器单粒子效应模拟的束流特点,建立了一套以位置灵敏平行板雪崩探测器(Parallel Plate Avalanche Counter,PPAC)为基础的均匀度探测系统并完成了带束测试,对它的结构、工作原理、均匀度获得方法及带束测试结果进行描述。为验证PPAC测量结果准确性,在带束测试过程中,前方同时放置PET膜测量穿过PPAC探测器的粒子分布,与离子径迹测量结果对比,给出PPAC的均匀度的测量误差在5%之内。探测器具有50 mm×50 mm的灵敏面积和小于1 mm的位置分辨,符合单粒子效应实验对束流均匀度测量的要求。