Measurements of electron-phonon coupling factor and interfacial thermal resistance of metallic nano-films using a transient thermoreflectance technique

Using a transient thermoreflectance (TTR) technique,several Au films with different thicknesses on glass and SiC substrates are measured for thermal characterization of metallic nano-films,including the electron-phonon coupling factor G,interfacial thermal resistance R,and thermal conductivity K s of the substrate. The rear heating-front detecting (RF) method is used to ensure the femtosecond temporal resolution. An intense laser beam is focused on the rear surface to heat the film,and another weak laser beam is focused on the very spot of the front surface to detect the change in the electron temperature. By varying the optical path delay between the two beams,a complete electron temperature profile can be scanned. Different from the normally used single-layer model,the double-layer model involving interfacial thermal resistance is studied here. The electron temperature cooling profile can be affected by the electron energy transfer into the substrate or the electron-phonon interactions in the metallic films. For multiple-target optimization,the genetic algorithm (GA) is used to obtain both G and R. The experimental result gives a deep understanding of the mechanism of ultra-fast heat transfer in metals.     

激光多模式毛细管电泳检测器的光学设计及优化

提出一种基于毛细管电泳的激光多模式检测器.为设计并优化其光路构型,进行了理论分析和数学推导,并采用Matlab仿真,得到光路中各参量优化取值范围.在热透镜通道,激发光束腰半径越小,则热透镜效应越强.而探测激光束腰半径、束腰与样品距离、样品与探测面距离三个参量综合决定检出信号强度;在回射干涉通道,聚焦透镜焦距应较短,它与毛细管距离对检测影响很大,而与激光器、与探测面的两距离对检测影响相对较小;热透镜效应对回射干涉检测影响不明显,如要严格消除,可将两通道错开一适当距离.     

四氯合锌酸二(正十一烷基铵)晶体相变的Raman光谱

用Raman光谱研究了[n-C~11H~23NH~3]~2ZnCl~4(简记为C~nZn)配合物的固-固相变。结果表明, 配合物产生的固-固相变主要与烷烃链的堆积结构和分子构象变化有关, 在T~cl=25℃的相变是由于烷烃链的侧向堆积和分子构象的有序到部分无序变化。在中间相, 分子链局部产生旁式构象。在T~c2=87℃的相变主要来源于烷烃链从部分构象有序到完全无序的变化, 高温相形成了构象完全无序相, 相应于烷烃链的"熔化"。     

四氯合锌酸二(正十一烷基铵)晶体相变的Raman光谱

用Raman光谱研究了[n-C_(11)H_(23)NH_3]_2ZnCl_4(简记为C_nZn)配合物的固-固相变.结果表明,配合物产生的固-固相变主要与烷烃链的堆积结构和分子构象变化有关.在 T_(c1)=25℃的相变是由于烷烃链的侧向堆积和分子构象的有序到部分无序变化.在中间相,分子链局部产生旁式构象.在T_(c2)=87℃的相变主要来源于烷烃链从部分构象有序到完全无序的变化.高温相形成了构象完全无序相.相应于烷烃链的“熔化”.     

Tm3+/Yb3+共掺氧卤碲酸盐玻璃上转换发光研究

研究了Tm³⁺/Yb³⁺共掺氧卤碲酸盐玻璃的上转换发光光谱，分析了Tm₂O₃含量对Tm³⁺/Yb³⁺共掺氧卤碲酸盐玻璃上转换发光的影响机理.结果表明：在Tm³⁺/Yb³⁺共掺氧卤碲酸盐玻璃的上转换发光中，Tm³⁺存在较强的浓度猝灭效应.随Tm₂O₃含量增加，Tm³⁺的上转换蓝光和红光强度先增加，后降低，在0.1mol% Tm₂O₃达到最大.该结果有助于进一步提高Tm³⁺的上转换发光效率.     

碳气凝胶的结构重整及其电化学行为

将碳气凝胶(CAs)在金属钠熔体中于800°C加热3h,制得结构重整的碳气凝胶(RCAs),并研究了它们的电化学行为.采用X射线粉末衍射(XRD)、激光散射拉曼(Raman)光谱、气体的吸附与脱附(BET法)、透射电子显微镜(TEM)以及电化学阻抗谱(EIS)等手段,对CAs和RCAs样品分别进行了表征.结果表明:无定形态的碳单质微粒在金属钠作用下发生结构重排;所得RCAs的比表面积比CAs的大约增加48%;RCAs中孔径在2和4nm尺寸处,呈现比较集中的分布,孔径小于10nm以下的孔体积占其总孔容的30%,是CAs的3倍.CAs和RCAs样品的电化学测试结果表明:RCAs内部接触电阻约为CAs的45%,并保持了明显的电容特性.     

基于红外辐射的爆炸火焰温度补偿测算技术

应用辐射测温法进行爆炸火焰温度测试时,火焰发射率取经验定值的方法与火焰燃烧机理存在较大的偏差,同时测点距离与环境温湿度也会导致不同程度的热辐射衰减,从而影响爆炸火焰温度的测量精度。本文针对上述两个问题,基于大气辐射理论与光学传播规律,提出了辐射路径衰减补偿模型,结合由红外热像仪和比色测温仪测量的爆炸火焰动态发射率,对爆炸场火焰真温进行联合反演,并将测算结果与比色测温仪测得的火焰表面温度进行对比,得到了反演温度误差范围。试验结果表明,利用本文所提出的补偿模型测算得到的爆炸火焰温度,误差由补偿前的55.699%～89.847%降低到11.292%～59.077%,有效提高了外场爆炸瞬态火焰温度的测算精度。     

残缺互补判断矩阵排序的一种新方法

对残缺互补判断矩阵的排序方法进行了研究.把一般互补判断矩阵的排序方法推广到了残缺判断矩阵的情形,分析了参数的取值范围,并对判断信息完全未知的情形进行了讨论.最后给出了算例,对几种排序方法作了比较,结论表明本文给出的方法权重差异较大,更易于方案的排序.     

中阶梯光栅衍射效率及杂散光检测系统设计

中阶梯光栅具有刻线密度低、闪耀角度大、衍射级次高、光谱范围宽、色散率大、光谱分辨率高等一系列突出优点,近年来由于其优良的性能而倍受青睐。作为评价中阶梯光栅质量的衍射效率和杂散光系数直接体现了中阶梯光栅的光学性能,能够准确地进行中阶梯光栅衍射效率和杂散光系数的测量是光栅应用的前提。鉴于此,基于中阶梯光栅的衍射理论创造性地提出用一套系统对中阶梯光栅的衍射效率和杂散光系数进行检测,该系统引入双轨结构,具有结构简单新颖、一机多能等优点。通过理论分析和计算,确定了检测系统的结构参数,设计结果表明： 该检测系统可用于测量190～1 100 nm光谱范围内的中阶梯光栅绝对衍射效率,同时也可用于测量200～800 nm光谱范围内的中阶梯光栅杂散光系数,实现了将衍射效率测量和杂散光测量集于一体的设计思想。     

铁基氟化物超导体SrFe_(1-x)Co_xAsF(x=0,0.125)声子特性的第一性原理计算研究

采用基于第一性原理的平面波赝势方法,计算了铁基氟化物及其钴掺杂超导体SrFe1-xCoxAsF(x=0,0.125)在四方非磁态与正交条纹反铁磁态下的声子谱(声子色散曲线、声子态密度)及电-声子耦合常数.计算发现:条纹反铁磁相互作用下的自旋-声子耦合效应强于电-声子耦合作用使声子谱的宽度减小;自旋效应使声子的有效质量增加导致条纹反铁磁态下Fe原子与As原子的耦合振动频率减小.另外,掺杂和自旋效应是提高电-声子耦合常数的两个有效方法,但计算所得超导转变温度远小于实验测量值,表明铁基超导电性非简单的电-声子耦合配对机理.