Thermodynamic properties of two-dimensional charged spin-1/2 Fermi gases

Based on the mean-field theory, we investigate the thermodynamic properties of the two-dimensional (2D) charged spin-1/2 Fermi gas. Landé factor g is introduced to measure the strength of the paramagnetic effect. There is a competition between diamagnetism and paramagnetism in the system. The larger the Landé factor, the smaller the entropy and specific heat. Diamagnetism tends to increase the entropy, while paramagnetism leads to the decrease of the entropy. We find that there exists a critical value of Landé factor for the transition point due to the competition. The entropy of the system increases with the magnetic field when g < 0.58. With the growth of paramagnetism, when g > 0.58, the entropy first decreases with the magnetic field, then reaches a minimum value, and finally increases again. Both the entropy and specific heat increase with the temperature, and no phase transition occurs. The specific heat tends to a constant value at the hightemperature limit, and it approaches to zero at very low temperatures, which have been proved by the analytical calculation.     

Observation of a Flat Band in Silicene

Flat bands that exhibit weak band dispersion in crystals can host heavy fermions that are cru- cial to many strongly correlated phenomena, such as ferromagnetism and superconductivity. For topologically trivial flat bands, theories have proven the stability of the ferromagnetic ground state i.e., flat band ferromagnetism. In the presence of weak disorders, systems with flat bands are expected to exhibit unconventional Anderson localization due to the lifting of degeneracy. More interestingly, flat bands with nontrivial topology, i.e., topological flat bands, are expected to host a fractional quantum Hall effect at zero magnetic field. Hence, searching for topologically trivial/nontrivial flat bands （TFB） has been an interesting while challenging task so far.     

抽运角锥棱镜腔电光调Q固体激光器

利用角锥棱镜的退偏效应实现了电光调Q固体激光器的偏振耦合输出.器件采用热传导冷却半圆柱面LD阵列侧向泵浦Nd∶YAG泵浦几何,获得在20 Hz运行条件下,脉冲能量163 mJ/pulse、脉冲宽度6.5 ns、发散角3.5 mrad、能量稳定性±2.8％、光光效率16.7％的理想性能.与传统平行平面腔相比,具有效率高、峰值功率大、输出能量和脉宽可调,且输出稳定等优点.     

水凝胶的制备及仿生设计在能源领域应用的研究进展

能源与环境问题是当前时代面临的一大课题,有效利用并储存能源,缓解一系列严峻的环境污染问题也是当前研究的热点,电化学储能、光催化、光热界面蒸发和水汽收集这些能源利用措施已经作为环保手段深入人类的生活.大自然作为一位天然的设计师为我们能够提供诸多灵感,自然界诸多生物、生命体系中特性、机制和结构均暗含着十分巧妙的奥秘.本文重...     

飞秒激光器中超宽带色散补偿啁啾镜对的设计

根据设计目标和制备要求, 以双啁啾作为啁啾镜膜系初始结构设计方法, 详细分析了双啁啾调制系数以及双啁啾层数对啁啾镜反射特性和色散特性的影响, 确立了两者之间的最佳取值组合. 利用分析结果设计了单个啁啾镜, 并实现了啁啾镜的配对设计, 获得了600–1050 nm范围内反射率大于99.5%, 平均群延迟色散-40 fs², 振荡小于± 20 fs²的啁啾镜对, 满足了钛宝石飞秒激光系统的色散补偿要求. 关键词： 超快激光 色散补偿薄膜 双啁啾镜 啁啾镜对     

基于透射率曲线确定聚合物太阳能电池功能层的光学常数和厚度

本文介绍了一种确定聚合物太阳能电池功能层光学常数和厚度的方法. 该方法借助于特定的色散模型拟合透射率测试曲线以获得功能层光学常数和厚度值. 文中比较了Forouhi-Bloomer和Lorentz-Oscillator模型在体异质结薄膜的透射率拟合计算中的适用性, 计算了poly(3-hexylthiophene)(P3HT)/[6,6]-phenylC₆₁-butyric acid methyl ester (PCBM)和 poly[2-methoxy-5-5(2'-ethyl-hexyloxy)-1,4-phenylenevinylene](MEH-PPV)/PCBM体异质结薄膜的光学常数和厚度. 拟合得到的曲线与实验曲线符合良好, 厚度计算的结果与台阶仪测量结果保持一致, 误差小于4%. 进一步分析得到的热退火和加入高沸点溶剂添加剂后P3HT/PCBM薄膜的光学常数和光学禁带值与相应器件伏安特性相符. 该方法适用于所有体异质结的功能层, 可用于聚合物太阳能电池的膜系优化和在线检测.     

基于一维金属-介质周期结构的偏振分束

分析了一维金属一介质周期结构的能带特性,根据一定频率范围内TM波(磁场方向与界面平行)在结构中的负折射以及TE波的正常折射,提出了一种偏振分束器件.利用传输矩阵法(TMM)模拟了该结构对入射高斯光束的偏振分束作用,讨论了不同入射角度下的偏振分束能力,并结合实际金属参量,分析了金属层吸收对结构特性的影响.结果表明该结构在55°附近入射时有最好的性能;在吸收作用下结构偏振分束能力有一定的减小,TM波透射比发生了较大变化,TE波效果较好;随着周期数增加,结构透射比下降,但分光能力显著提高;在工作波段上随着波长增大,金属层吸收对器件的影响减弱.该结构能实现宽波段、宽角度、较高透射比的偏振分束.     

基于不同辅助配体螯合电磷光聚合物的合成与性能研究

通过A-A, B-B型的Suzuki缩聚反应将三个具有不同辅助配体的2-(2'-苯并[b]噻吩)吡啶(btp)双环铱金属配合物引入芴和咔唑交替共聚物(PFCz)的主链上, 合成一系列最大发光波长在660 nm的红光螯合电磷光聚合物, 并研究了它们的电致发光性能. 实验证明了在这类电磷光聚合物中配合物单元辅助配体合理的分子设计, 可以提高配合物单体的溶解度, 提高聚合物的分子量和发光性能. 通过优化器件结构, 聚合物PFBtpIrf5单层器件(ITO/PEDOT:PSS/polymer＋PBD(30 wt%)/Ba/Al)的性能最好: 在电流密度为14.3 mA/cm²时, 最大外量子效率为1.93%.     

从能量角度反思“功”概念的建立过程——兼谈初中相关概念的引入策略

历史上，“功”概念的建立经历了漫长且曲折的过程，为了促进学生形成物理观念，需要挖掘相关历史背后的能量观念，并分析功和能何以建立起联系.现代教学中，因所处时代的差异，有必要在保留历史上概念建立逻辑的同时，增加一些学生熟知的情境作为补充，从而设计出更合理的教学方案.     

用于可控式粒子捕获和轴向往复运动的电流调制型单光纤光镊

提出一种基于电流调制的新型单光纤光镊。通过将经电流调制的980 nm激光注入单模光纤，光纤探头的输出功率发生周期性变化，实现了对粒子运动距离和运动速度的可控式操纵。此外，通过调整盖玻片的倾斜角度改变溶液蒸发力的大小，实现了对粒子的稳定捕获。在构建平面锥形纤维探针的基础上，搭建仿真模型，分析粒子的受力情况，并进行实验验证。实验结果表明，通过对激光器的驱动电流进行调制，可以操纵聚苯乙烯小球实现长达22.76μm的粒子运输，且粒子的运动速度与激光器的调制电流有关，实验结果得到了数值模拟的支持。所提方法使得粒子捕获点的可变式调节和粒子的长距离轴向可控式运输成为可能。