基于拉曼光谱的TMPTO热氧化特性研究

针对三羟甲基丙烷油酸酯(TMPTO)热氧化性能改进需求,将DXR激光显微拉曼光谱仪与Linkam FTIR600控温台联用,研究了热氧化过程中TMPTO及添加烷基二苯胺类抗氧剂辛/丁基二苯胺(T557)和二壬基二苯胺(T558)油样的拉曼特征峰随时间的变化规律,探讨了热氧化过程中TMPTO分子结构变化特点及烷基二苯胺类抗氧剂的作用机理.研究发现:随着氧化时间的延长,TMPTO基础油分子中=C-H、C=C及-CH_2-的拉曼峰随氧化时间延长逐渐减弱,且C=C结构的变化遵循一级反应动力学规律;在恒温175℃连续氧化条件下抗氧剂T557和T558能够减缓TMPTO分子中=C-H、C=C及-CH_2-的拉曼峰衰减,其中C=C结构的热氧化反应速率常数从0.14 h~(–1)降至0.02 h~(–1).     

半导体纳米催化剂的结构调控及其光还原CO2的研究进展

光催化还原CO₂为碳氢燃料常被称为人工光合成技术,是21世纪的梦幻技术之一,越来越受到研究者的重视。本文综述了作者课题组在调控半导体纳米催化剂的结构及其光催化还原CO₂为碳氢燃料的一些进展。     

成核层温度对非掺杂GaN外延薄膜结晶质量的影响

利用金属有机化学气相沉积系统(MOCVD),在蓝宝石的(0001)面采用不同的成核层生长温度,通过两步法获得不同质量的GaN外延薄膜.利用HALL测试仪,高分辨X射线衍射仪(HRXRD),原子力显微镜(AFM)和光致发光光谱仪(PL)对GaN薄膜的表面形貌,位错密度,光学性能等进行表征,研究不同的成核温度对GaN外延薄膜晶体质量的影响.结果表明,在成核层生长温度为650℃时,所得到的GaN外延薄膜表面粗糙度和位错密度均达到最低,并且同时具有最高的带边发光峰强度,最高的载流子迁移率以及最低的载流子浓度.过低或过高的成核温度都会导致GaN外延层的晶体质量和光电性能变差.     

p型掺杂晶体硅的低温液相(001)外延生长研究

为寻求以低成本制备n型太阳电池的pn结,进行了Al-17.6wt;Si合金熔体中(001)n型单晶硅衬底上液相外延生长p型掺杂硅实验.所用方法为垂直浸渍法,实验了过冷恒温生长与回熔处理后连续冷却生长两种模式,过程中体系以流动高纯氩保护.对所得外延生长晶体结构、形貌及所得pn结开路电压进行了分析和测定.结果显示,合金熔体中硅晶体(001)液相外延生长能够实现,但一般呈离散分布的金字塔型岛状生长;只有衬底回熔处理后原位连续降温生长模式可获得连续外延薄膜,之后在其上出现岛状生长,呈现Stranski-Krastanov生长模式.所得连续外延薄膜形成的pn结开路电压比恒温生长所得的提升约100 mV;连续外延薄膜形成后期出现的岛状生长使开路电压明显下降;生长速度提高会使连续降温外延生长pn结开路电压略有降低.     

超静定连续梁弹塑性过程分析的单位荷载法

讨论了分析超静定连续梁弹塑性受力和变形全过程的单位荷载法,运用该方法分析了集中荷载作用下一次超静定两跨连续梁的弹塑性加载和变形全过程．根据受力变形的特点,集中荷载作用下两跨连续梁的弹塑性加载过程可分为四个阶段,分别是弹性阶段、集中荷载作用点附近塑性区扩展阶段、集中荷载作用点保持为塑性铰而附近区域线性卸载阶段、两跨连接点附近塑性区扩展直至形成第二个塑性铰阶段．给出了加载过程中各阶段的弯矩内力和竖向位移随外荷载而变化的解析公式．研究结果表明：在相同的单跨荷载工况下,连续梁的变形过程不同于单跨一次超静定梁,其塑性铰形成顺序不同,静定结构形成顺序不同,但塑性极限破坏荷载相同．     

颗粒样品形变对声波传播影响的实验探究

为了更好地理解颗粒间接触结构的变化对通过颗粒介质中的声波的影响,本文利用单轴压缩实验,通过一系列增加的轴向压力使样品塑性应变不断增大,这在颗粒尺度上对应于颗粒间接触结构的改变.我们测量了此过程中通过颗粒样品的声波变化,结果表明颗粒体系内接触结构的变化对声波波形中的非相干波部分和频率有明显的影响,并且在样品接触结构变化的初始阶段声速是偏离有效介质理论的预测的.     

用于激光加速质子参数表征的带电粒子活化测谱技术

基于传统带电粒子活化分析技术,发展了一种用于激光加速质子参数表征的带电粒子活化测谱方法.激光加速质子轰击不同厚度铜薄膜组成的诊断滤片堆栈,使铜片活化,通过测量各铜片活度及活性区的大小,获得加速质子的空间积分能谱、角分布等参数.详细讨论了活化测谱的滤片堆栈诊断排布、符合测量及解谱方法,并对该方法的可靠性进行了自洽检验;在XG-III皮秒激光装置上开展了带电粒子活化测谱实验,利用该诊断方法,得到了加速质子的角分布、空间积分能谱等参数,实验获得的质子最高截止能量18 MeV,激光能量到质子(4 MeV)的转换效率为1.07%.     

超强激光与固体气体复合靶作用产生高能氦离子

激光氦离子源产生的MeV能量的氦离子因有望用于聚变反应堆材料辐照损伤的模拟研究而得到关注.目前激光驱动氦离子源的主要方案是采用相对论激光与氦气射流作用加速高能氦离子,但这种方案在实验上难以产生具有前向性和准单能性、数MeV能量、高产额的氦离子束,而这些氦离子束特性是材料辐照损伤研究中十分关注的.不同于上述激光氦离子产生方法,我们提出了一种利用超强激光与固体-气体复合靶作用产生氦离子的新方法.利用这种方法,在实验上,采用功率密度5×10~(18)W/cm~2的皮秒脉宽的激光脉冲与铜-氦气复合靶作用,产生了前向发射的2.7 MeV的准单能氦离子束,能量超过0.5 MeV的氦离子产额约为10~(13)/sr.二维粒子模拟显示,氦离子在靶背鞘场加速和类无碰撞冲击波加速两种加速机理共同作用下得到加速.同时粒子模拟还显示氦离子截止能量与超热电子温度成正比.     

颗粒固体应力转向比的光弹法探测

利用压敏双折射光学特性材料,实验测量了在自然堆积和密堆积两种制样方式下颗粒仓轴向荷载在仓壁上随深度的分布.发现在填充颗粒总质量相同、容器不变的情况下,颗粒仓轴向荷载在仓壁上的分布不随颗粒深度单调变化,而是随深度呈单峰结构,数值模拟与实验观察定性符合,并且发现峰值依赖于荷载大小和样品的制备方式.另外,我们也测量了在不同填充高度下的颗粒底部平均应力随轴向荷载的变化,将其与边壁应力对比,得到颗粒体系不同深度处的转向比.     

有机分子聚集体中振动分辨光谱的激子耦合效应

光谱是探究分子间相互作用及发光机理的有效手段.本工作采用Frenkel激子模型和量子力学/分子力学（QM/MM）方法系统研究了一系列聚集诱导发光（AIE）体系和传统荧光（非AIE）体系晶态下的吸收、发射光谱.结果表明,分子内电声子耦合（λ）与分子间激子耦合（J）竞争决定了晶态聚集体的光谱特性.在室温下,当J/λ值大于约0.17时,有机分子聚集体光谱的激子耦合效应将表现明显.例如,对于面对面排列的H聚集体,只有考虑激子耦合效应的理论计算光谱才与其实验光谱吻合很好,即相较于单分子光谱的吸收蓝移、发射减弱并红移.对于AIE体系,因为其J/λ值均小于0.17,AIE聚集体光谱特征主要是由分子内电声子耦合所主导,激子耦合可以忽略不计.