Spin gapless semiconductor like Ti2MnAl film as a new candidate for spintronics application

A novel Heusler ferrimagnet Ti₂MnAl film has been grown on Si(001) substrate using magnetron sputtering. Characteristics of its magnetic and transport properties reveal the spin‐gapless‐semiconductor (SGS) nature of the stoichiometric Ti₂MnAl, in agreement with theoretical prediction. The as‐grown SGS‐like Ti₂MnAl film demonstrated high Curie temperature, nearly compensated ferrimagnetic properties with small coercivity and low magnetization. It also showed semiconductor‐like behavior at room temperature allowing good compatibility with commercial Si‐based semiconductor. In this regards, Ti₂MnAl film is a potential candidate material for spintronics application, especially for the minimization of energy consumption of device. (© 2015 WILEY‐VCH Verlag GmbH &Co. KGaA, Weinheim)     

Machine learning-based direct solver for one-to-many problems on temporal shaping of relativistic electron beams

To control the temporal profile of a relativistic electron beam to meet requirements of various advanced scientific applications like free-electron-laser and plasma wakefield acceleration, a widely-used technique is to manipulate the dispersion terms which turns out to be one-to-many problems. Due to their intrinsic one-to-many property, current popular stochastic optimization approaches on temporal shaping may face the problems of long computing time or sometimes suggesting only one solution. Here we propose a real-time solver for one-to-many problems of temporal shaping, with the aid of a semi-supervised machine learning method, the conditional generative adversarial network (CGAN). We demonstrate that the CGAN solver can learn the one-to-many dynamics and is able to accurately and quickly predict the required dispersion terms for different custom temporal profiles. This machine learning-based solver is expected to have the potential for wide applications to one-to-many problems in other scientific fields.     

新型结构超宽带LiNbO3电光调制器的优化设计

采用有限元软件对新型结构的铌酸锂电光调制器进行了优化设计.分析表明,采用脊波导和T型电极相结合的方式,能在保持高的特征阻抗的同时有效的实现相速匹配和有效降低电极损耗,从而较好的提高器件性能,是一种比较有潜力的调制器.利用优化结果,给出一种带宽达153 GHz,半波电压为8.55 V,特征阻抗为44 Ω的调制器的设计例子.     

一种新化合物K2Ti8O15纳米线

钛酸钾晶须通常是直径和长度在微米量级的无机晶须 ,可用Ｋ2 Ｏ·ｎＴｉＯ2 表示其组成 ,ｎ =1,2 ,4 ,6 ,8,[1] .六钛酸钾晶须具有耐高温、耐腐蚀、纤维拉伸强度高、导热系数小、红外反射率高 ,硬度低的特点 .在民用及工业方面有很多应用 .如催化剂载体、离子吸附交换材料、高温过滤器、绝热材料、耐摩擦材料等[2～ 5] .钛酸钾纳米线的合成尚未见报道 .我们在用电弧产生的Ｎ2 等离子体热解焦油时 ,生成了一种直径 9～ 2 0ｎｍ长约几百纳米线 .Ｘ射线能谱定量分析表明这种纳米线化学组成为Ｋ2 Ｔｉ8Ｏ15,是一种新的非化学计量化合物 .试验装…     

三氧化钨/氧化银复合材料的水热法合成及其光催化降解性能研究

染料污染是水污染中最严重的问题之一,吸引了很多科学家的关注.人们尝试了很多方法去解决该问题,如化学氧化法、物理吸附法、光催化降解法和生物降解法等.与其他几种方法相比,光催化法有着低能耗、环保以及高效等优势.三氧化钨是常见的半导体材料,具有独特的光学性能,近年来受到了广泛的研究.本文以钨酸钠和硫脲为前驱体,通过水热法制备了三氧化钨/氧化银(WO_3/Ag_2O)复合材料,并用光催化降解亚甲基蓝来分析其光催化性能.通过X射线光电子能谱、X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、紫外可见吸收光谱等表征手段对样品的形貌、晶格结构和光催化的性能进行表征.氧化银的带宽为1.2 e V,对可见光很敏感,三氧化钨和氧化银的复合使材料在可见光下的光催化活性显著增强,在可见光下对亚甲基蓝染料的光降解率可以达到98%.实验结果表明,复合材料中的三氧化钨纳米棒为六方相,其平均直径约为200 nm,平均长度约为4μm.而复合材料中的氧化银纳米颗粒为六方相,附着在氧化钨纳米棒的表面,平均晶粒尺寸为20 nm.氧化银的存在为复合材料提供了更多的反应活性位点.相较于单一组分,复合材料在可见光下的光吸收度更高,这说明三氧化钨和氧化银的复合改变了材料的能带结构.研究发现,三氧化钨和氧化银之间形成的异质结构是其优良光催化性能的来源.此外,三氧化钨和氧化银复合材料还具有良好的催化稳定性和化学稳定性.本文结果表明,可以通过给宽带隙的半导体材料复合一些带隙合适的金属氧化物以提升其光催化活性.     

Diffraction effects in planar wave-sphere interaction

Using the classical Mie scattering theory,we compute the energy density of an arbitrary partial wave(e.g.,the nth order) and then determine that the interaction between an incident planar wave and a sphere of radius a is the one between the sphere and those partial waves the order of which satisfies n≤ka.We also provide a simple expression to describe the diffracted wave in which the angle-dependent functions are employed.The difference between the accurate and the approximate expressions is demonstrated by numerical calculation.     

射流抛光多相紊流流场的数值模拟

 理论分析了射流抛光的紊动冲击射流特点,构建了射流抛光的垂直冲击射流模型和斜冲击射流模型。根据射流抛光冲击射流的特点,比较各种流体模型后,采用RNG k-e 模型应用于射流抛光模型的计算。利用计算流体力学理论的二阶迎风格式对抛光模型方程离散,用SIMPLEC数值计算方法对射流抛光过程的紊动冲击射流和离散相磨粒分布进行数值模拟,得到了射流抛光过程的连续流场和离散相磨粒与水溶液的耦合流场,同时计算出了抛光液射流在工件壁面上的压力、速度、紊动强度、剪切力分布和磨粒体积质量分布,分析了垂直射流抛光模型和斜冲击射流抛光模型紊流流场的特点。     

宽绝对禁带的一维磁性光子晶体结构

提出了一种具有宽绝对禁带的一维磁性光子晶体结构,该结构由相同的折射率和物理厚度以及不同的波阻抗的两种磁性材料交替组合而成.通过传输矩阵法分析可得,相比于非磁性光子晶体,该光子晶体的禁带对入射角和偏振都不敏感,从而具有更宽的绝对禁带.合适地调节两种磁性材料的参数,增加两者波阻抗的差值,该光子晶体的绝对禁带宽度也相应地增加;调节两种磁性材料的物理厚度,其绝对禁带中心也会随之调整;最后,将两个满足上述条件的一维磁性光子晶体组成异质结构,其第一禁带宽度与禁带中心之间的比值可达到1.41以上.     

连续变量纠缠态光场在光纤中传输特性的实验研究

连续变量纠缠态由于其确定性产生、高效率的特点而被广泛应用于连续变量量子信息处理.在量子信息处理过程中纠缠态与量子信道发生相互作用而退相干,这是限制长距离量子信息发展的重要因素之一.光纤信道作为理想的量子信道,是目前连续变量量子信息研究关注的热点.本文利用Ⅱ类匹配的楔角极化磷酸氧钛钾晶体构成了三共振的非简并光学参量放大器,获得了8.3 dB的光通信波段1.5μm连续变量纠缠态光场.将产生的纠缠态光场注入单模光纤,其量子特性在传输距离达50 km后仍得到保持,纠缠度为0.21dB.该研究可为基于光纤的长距离连续变量量子信息研究提供有效的依据.