带有参数的某四阶边值问题解的存在性

延续Yang和Zhang的工作,研究了带有参数的某四阶边值问题非平凡解的存在性．对于此边值问题的非线性项,不改变其在无穷远处的条件,只是改变了在零点处的条件,综合利用临界点理论,收缩性质及流不变集理论,得到了正解、 负解及变号解的存在性．     

Generation of high quality ion beams through the stable radiation pressure acceleration of the near critical density target

In order to generate high quality ion beams through the stable radiation pressure acceleration(RPA) of the near critical density(NCD) target, we propose a new type of target where an ultra-thin high density(HD) layer is attached to the front surface of an NCD target, which has a preferable self-supporting property in the RPA experiments than the ultra-thin foil target. It is found that in one-dimensional particle-in-cell(PIC) simulation, by the block of the HD layer in the new target,there emerges the hole-boring process rather than propagation in the NCD layer when the intense laser pulse impinges on this target. As a result, a typical RPA structure that the compressed electron layer overlaps the ion layer as a whole is formed and a high quality ion beam is obtained, e.g., a circularly polarized laser pulse with normalized amplitude a_0= 120 impinges on this new target and a 1.2 GeV monoenergetic ion beam is generated through the RPA of the NCD layer. Similar results are also found in the two-dimensional PIC simulation.     

Nd_2Fe_(14)B/α″-Fe_(16)N_2双层膜磁性能和磁化反转过程的研究

本文运用三维微磁学方法对Nd_2Fe_(14)B/α″-Fe_(16)N_2磁性双层膜模型垂直取向的磁滞回线、磁化反转过程、矫顽力和磁能积等进行了系统的研究.计算结果表明磁滞回线的方形度随着软磁层厚度(Ls)的增加而变差.同时,成核场和矫顽力随Ls的增加而单调递减.另外,在磁化反转的过程中发现了磁涡流态的产生和湮灭,而且进一步计算磁化反转过程中的能量变化过程发现涡流态的形成总伴随着能量的减小.剩磁和最大磁能积随Ls的增大先增大,达到峰值后迅速降低,而矫顽力呈单调递减趋势.当Ls=1 nm时,最大磁能积达到最大值81.7 MGOe.     

纳米材料及HfO_2基存储器件的原位电子显微学研究

总结了我们将原位技术和透射电子显微学分析方法相结合,针对纳米材料和器件的结构、形貌、成分以及电势分布等物理性质的动态行为所开展的综合物性表征和分析工作.主要成果有:揭示了C_(60)纳米晶须在焦耳热作用下的结构相变路径;观察到了电荷俘获存储器中的电荷存储位置以及栅极电压诱导的氧空位缺陷;研究了阻变存储器中氧空位通道的形成过程以及导电通道的开关机理.这些成果不但有助于深入理解纳米材料和器件相关功能的物理机理,改善其工作性能,更展示了透射电子显微学在微电子领域强大的研究能力.     

与XY双自旋链耦合的双量子比特系统的关联性与相干性

研究了双量子比特系统中在具有Dzyaloshinsky-Moriya相互作用的独立XY自旋链环境下的相干性与关联性动力学.推导出相干性与关联性的演化规律.发现在自旋链的临界点附近,当tt_0时,系统相干性的演化与经典关联完全相同;而在tt_0时,则与量子关联完全相同;在t_0时刻,量子关联突变为经典关联.     

外势场作用下的玻色-爱因斯坦凝聚啁啾孤子的演化与操控

提出了一种处理玻色-爱因斯坦凝聚啁啾孤子动力学的拓展变分方法,深入研究了玻色-爱因斯坦凝聚孤子在周期势与抛物势联合作用下的动力学演化,利用拓展变分法给出了解析处理,并和基于分步傅里叶变换的直接数值法进行比较,发现这种拓展变分方法能够充分揭示上述外势场中的玻色-爱因斯坦凝聚啁啾孤子的动力学行为和特征．同时给出了能支持多稳定晶格囚禁玻色-爱因斯坦凝聚啁啾孤子的周期势与抛物势强度比值的临界值和一种通过控制外势场可有选择地移动玻色-爱因斯坦凝聚啁啾孤子的操控方法,这为玻色-爱因斯坦凝聚的实验和应用研究提供了理论参 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 Gross-Pitaevskii方程 啁啾孤子 操控     

污泥中典型氨基酸热解生成NOx前驱体的反应机理研究

污泥热解是实现污泥减量化、无害化和资源化的重要技术.城市污泥含氮量高,在热解过程中含氮物质会转化成NO_x前驱体（NH₃,HCN）,限制了污泥热解技术的应用和推广.本研究选取污泥中氮的基本存在单元甘氨酸和谷氨酸作为污泥的含氮模型化合物,采用B3LYP方法和6-31++G（d,p）基组,探究了甘氨酸和谷氨酸热解形成NO_x前驱体的机理.结果表明,甘氨酸热解生成NO_x前驱体有2种反应方式,一是甘氨酸发生脱氨反应生成NH₃;二是甘氨酸发生脱水反应生成甘氨酸酐（DKP）.谷氨酸在热解过程中直接发生脱氨反应生成NH₃.同时发现NH₃和HCN存在竞争关系.根据生成NH₃和HCN的难易程度可知甘氨酸和谷氨酸热解得到NO_x的前驱体主要是NH₃,并根据不同氨基酸热解时的脱基团反应机理提出了加入水蒸气的建议来减轻污泥热解中氮氧化物的产生.     

温差影响下的局部滑移接触行为的研究

针对不同温度装配件间接触界面的局部滑移问题,建立了三维稳态热弹性局部滑移接触的半解析求解模型.基于热弹性理论与热传导方程,构建了半空间受热流载荷和力载荷作用下的频响函数并建立了相应的影响系数矩阵.借助离散卷积-快速Fourier变换等数学工具,实现了针对高温压头与热弹性半空间局部滑移接触问题的高效求解.接触界面间的热量传递满足Fourier热传导定律,并且黏/滑状态由Coulomb定律确定.基于该半解析模型分析了不同荷载及温差对表面法向压力分布、摩擦力分布、刚体位移及接触区黏/滑演化行为的影响.研究结果表明,当法向荷载和切向荷载一定时,温差的上升会导致接触区域的减小,引起接触面法向压力及摩擦力的峰值增大,并且会显著影响黏着区与滑移区的分布情况.     

水热法制备的LuFeO3晶粒的超声催化活性

超声波在水中传播时会产生大量空化气泡,空化气泡经历成核、生长和瞬间崩塌等过程,并在崩塌瞬间产生局部高温和高压,过程中会发出瞬间闪光,即声致发光.局部高温高压及声致发光可将半导体价带上的电子激发至导带,形成电子/空穴对,电子和空穴迁移至半导体颗粒表面,参与一系列氧化还原反应致使有机污染物发生分解.由于超声波在各种液体中都具有很强的穿透能力,因此与半导体光催化技术相比,半导体超声催化技术在降解高浓度和不透明染料废水时具有明显优势. LuFeO3是稀土正铁氧体中的一员,具有独特磁结构、巨介电常数及多铁性,近年来引起了人们极大的研究兴趣.同时, LuFeO3也是一种窄带隙半导体材料,使其可以作为一种潜在的超声催化剂,但相关报道很少.半导体材料的晶粒尺寸及形貌对其超声催化活性的影响非常大,因此制备出不同晶粒尺寸及形貌的LuFeO3颗粒并研究其超声催化性能具有重要意义.目前LuFeO3的主要制备方法为传统的固相反应法,该法需要反复研磨和高温煅烧使原料彻底反应,而且制备出的颗粒尺寸较大,相互粘连严重,形貌难以控制.在众多纳米材料制备方法中,水热法在调控晶粒尺寸及形貌上具有巨大优势.本课题组曾采用水热法成功制备了单相的LuFeO3颗粒,通过改变NaOH浓度,可以对产物的晶粒尺寸及形貌进行调控.基于此,本文以酸性橙(AO7)、罗丹明B (RhB)、甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)为目标降解物,考察了水热法所制备的LuFeO3颗粒在超声辐照下的超声催化性能,并系统研究了晶粒尺寸及形貌、无机离子和乙醇对LuFeO3颗粒超声催化活性的影响及LuFeO3颗粒重复利用性能.以对苯二甲酸(TPA)为分子荧光探针,采用光致发光(PL)技术检测在超声辐照下LuFeO3反应液中产生羟基自由基(?OH)的情况,探讨了LuFeO3颗粒的超声催化机理.超声催化反应结果表明,采用水热法制备的LuFeO3颗粒在超声辐照下表现出良好的超声催化活性.在NaOH浓度为0.625 mol/L时制备的LuFeO3颗粒尺寸最小,表现出最好的超声催化活性;经过30 min超声催化反应后,AO7,RhB,MO和MB的超声降解率分别为89%,82%,73%和67%.加入Cl?, NO3?, SO42?, PO43?和HCO3?对LuFeO3颗粒的超声催化活性有抑制作用.向反应液中加入2%(v/v)乙醇后, LuFeO3颗粒在超声辐照下对AO7几乎没有降解,表明?OH在超声催化中起重要作用.重复回收实验结果表明, AO7的降解率随着循环次数增加有所下降,这可能是由于催化剂回收时的损失所致.尽管如此,催化剂仍能保持较高的催化活性,经4次循环后,反应30min时AO7的降解率为65%.PL结果表明, LuFeO3颗粒在超声催化反应中产生了大量的?OH,添加乙醇可以消耗?OH并抑制染料的超声催化降解.由此可见,?OH是超声催化降解RhB的主要活性物种.我们对LuFeO3导带和价带的电位进行了估算,从热力学角度对LuFeO3颗粒超声催化降解染料的机理做出了初步解释.     

含氮中孔碳材料的制备及其双氧水分解活性

以三聚氰胺和甲醛作为碳源和氮源,合成三聚氰胺甲醛树脂前驱体(2);采用模板法,以CaCl_2为模板剂,2经高温碳化处理制备孔结构发达的含氮中孔碳材料(NMC),其结构经N_2吸附/脱附、扫描电镜(SEM),X-射线衍射(XRD)和X-射线光电子能谱(XPS)表征。不同炭化温度(700℃,800℃,900℃)下所合成的NMC表面氮含量为3.85~10.80at%,比表面积为570~870m~2·g~(-1),中孔孔径为4nm和10nm。以H_2O_2分解反应作为探针反应,考察了NMC的催化活性。结果表明:NMC的催化活性随着碳化温度的升高而增大,碳化温度为900℃的NMC分解H_2O_2的升温速率为6.92℃·min~(-1),循环套用5次后,活性基本维持不变。