Theoretical investigations of the EPR parameters and local structure for Cu2+ in BeO

The electron paramagnetic resonance (EPR) parameters (the anisotropic g factors, the hyperfine structure parameters and the quadrupole coupling constant Q) and local structure for Cu²⁺ in BeO are theoretically investigated from the perturbation formulas of these parameters for a 3d⁹ ion under trigonally distorted tetrahedra. The ligand orbital and spin-orbit coupling contributions are included in the basis of the cluster approach, in view of the strong covalency of the [CuO₄]^6? cluster. From the calculations, the impurity Cu²⁺ is suggested not to occupy exactly the ideal Be²⁺ site but to suffer a slight inward displacement (≈0.024 Å) toward the ligand triangle along the C₃ axis. The theoretical EPR parameters show good agreement with the experimental data.     

Spin Hamiltonian parameters and local structures for tetragonal and orthorhombic Ir2+ centers in AgCl

The perturbation formulae of the spin Hamiltonian parameters (the anisotropic g factors, hyperfine structure constants and superhyperfine parameters) are established for a 5d⁷ ion in an orthorhombically elongated octahedron based on the cluster approach. These formulae are applied to the theoretical studies of the EPR spectra and the local structures for the tetragonal and orthorhombic Ir²⁺ centers in AgCl. For the tetragonal Ir²⁺ center, the uncompensated substitutional [IrCl₆]⁴ cluster is found to experience a relative elongation of about 0.08 Å along the C ₄ axis due to the Jahn–Teller effect. For the orthorhombic center, the ligand octahedron also suffers Jahn–Teller elongation (by about 0.08 Å) along the [001] (or Z) axis. Meanwhile, the ligand Cl intervening in the impurity Ir²⁺ and the next nearest neighbor silver vacancy V_Ag along the [100] (or X) axis may undergo an inward displacement of 0.004 Å towards the center of the octahedron due to electrostatic repulsion of the V_Ag. The calculated spin Hamiltonian parameters based on the above local structures show good agreement with experimental data for both centers.     

Quasi-static deformation and final fracture behaviour of aluminium alloy 5083: influence of cryomilling

The commercial aluminium alloy 5083 was processed via cryomilling to produce nanocrystalline (NC) powders with an average grain size of ～25–50?nm. The powders were subsequently degassed at 723 K (450°C), pre-heated and immediately quasi-isostatic (QI)-forged to produce a thermally stable bulk ultrafine grain (UFG) material having average grain size values ranging from 190 to 350?nm, depending on the processing conditions used. In this paper, the tensile properties and fracture behaviour of the bulk UFG material are presented and compared with the tensile properties of its conventionally processed counterpart. The specific influence of preheat temperature on strength and ductility of the alloy is briefly discussed. Three different pre-heat temperatures of 523, 623 and 723?K (250, 350 and 450°C) were chosen and used with the primary objective of controlling grain growth during forging. The influence of preheat temperature on tensile deformation and final fracture behaviour is highlighted. The macroscopic fracture modes of the bulk nanostructured material (BNM) prepared following three pre-heat temperatures are investigated. The microscopic mechanisms controlling tensile deformation and final fracture behaviour are discussed with regards to the intrinsic microstructural effects in the UFG alloy, nature of loading, and the kinetics and mechanisms of deformation.     

GA-KBrO3-H2SO4体系化学振荡的研究

研究了GA(没食子酸)-KBrO_3-H_2SO_4体系的诱导期τ、振荡周期T_2与反应物起始浓度的依赖关系, 302 K时的经验式为τ=22.8 c~(-2.23)_(H_2SO_4) c~(-2.17)_(KBrO_3) c~(0.795)_(GA) (mol.dm~(-3))~(4.25)·sT_2=0.84 c~(-2.28)_(H_2SO-4)c~(-1.97)_(KBrO_3) exp{(0.000147(mol.dm~(-3))~2/c~2_(GA)}(mol.dm~(-3))~(4.25)·sτ及T_2都随~CGA的增加而增长, 这与B-Z反应中关于有机物的结论不同。用循环伏安法研究该体系的结果表明, GA在诱导期结束时就基本上都被氧化为中间物, GA并不象前人所认为的是维持振荡的物种, 实际参与振荡的是由GA生成的物质。本文还研究了Fe(Phen)_3~(2+)对GA-KBrO_3-H_2SO_4体系振荡的影响, 发现Br~-振荡行为随Fe(Phen)_3~(2+)的浓度而变。低~CFe(phen)_3~(2+)时,Br~-的振荡行为与GA-KBrO_3-H_2SO_4体系的基本相似, 其特征是每个振荡周期内, Br~-振荡脉冲发生前是逐渐积累的。随着~CFe(phen)_3~(2+)的增大, Br~-出现另一特征的振荡行为, 在每个振荡周期内, Br~-振荡脉冲发生前是逐渐减小。我们认为, GA-KBrO_3-H_2SO_4-Fe(Phen)_3~(2+)体系的振荡不能单一地用OKN机理加以解释, 它可能是两套振荡机理耦合的振荡。     

光电导天线太赫兹辐射峰值调控研究

针对微结构光电导天线与飞秒激光之间相互作用效应以及辐射太赫兹波调控问题进行了研究。采用德鲁德-洛伦兹理论模型获得微结构光电导天线辐射光电流密度,通过时域有限差分把光电流密度迭代在激励网格上,结合麦克斯韦方程求解时变电磁场,并通过传输线格林函数获得多层介质近场到远场的辐射太赫兹波,建立了辐射光电流与辐射阻抗、电磁共振模式之间的关系模型,模拟仿真分析了微结构S型光电导天线太赫兹波辐射调控机理。研究结果表明：微结构改变了天线等效模型的辐射阻抗;同时得知耦合系数不为零时存在耦合作用,且随着耦合系数增大共振频率峰值发生辐射增强和位移;并通过设计S型光电导天线获得辐射峰值频率调整范围为0.50～0.80 THz之间,对比工形天线辐射峰值频率由原来的0.40 T移动到0.76 T,频率调整度75%,峰值辐射效率约提高70%。该研究工作为后续高功率光导天线太赫兹波辐射的共振中心频点以及结构设计奠定重要基础。     

金属表面镀高分子膜对真空击穿阈值的影响

探索提高金属表面真空击穿阈值的方法,对脉冲功率技术的发展和应用具有重要意义。在金属表面电子发射理论分析的基础上,采用有限元法计算阴极杆表面电场随二极管电压的变化规律,设计了实验系统,并开展了实验研究。实验对比了在脉宽约30 ns、阴极杆与阳极筒间隙12 mm时,钛合金TC4阴极杆在不同种类高分子膜（膜厚30～60 μm）下真空击穿阈值的变化情况。在表面粗糙度R_z（轮廓最大高度）为0.8 μm的TC4阴极杆表面分别镀环氧树脂膜和丙烯酸膜,实验结果表明,镀丙烯酸膜阴极杆的击穿阈值约505 kV/cm,相对于不镀膜阴极杆,击穿场强提高了约20.6%;在表面粗糙度R_z为0.2 μm的TC4阴极杆表面分别镀聚酰亚胺膜和聚醚醚酮膜,实验结果表明,镀聚酰亚胺膜阴极杆的击穿阈值为584 kV/cm,相对于不镀膜阴极杆,击穿场强提高了约28.1%。因此,在金属表面镀丙烯酸膜、聚酰亚胺膜可以有效提高金属表面的真空击穿阈值。     

高雷诺数下非混相Rayleigh-Taylor不稳定性的格子Boltzmann方法模拟

本文采用相场格子Boltzmann方法研究了竖直微通道内中等Atwoods数流体的单模Rayleigh-Taylor不稳定性问题,系统分析了雷诺数对相界面动力学行为以及扰动在各发展阶段演化规律的影响.数值结果表明高雷诺数条件下,不稳定性界面扰动的增长经历了四个不同的发展阶段,包括线性增长阶段、饱和速度阶段、重加速阶段及混沌混合阶段.在线性增长阶段,我们计算获得的气泡与尖钉振幅符合线性稳定性理论,并且线性增长率随着雷诺数的增加而增大.在第二个阶段,我们观察到气泡与尖钉将以恒定的速度增长,获得的尖钉饱和速度略高于Goncharov经典势能模型的解析解[Phys.Rev.Lett.200288134502],这归因于系统中产生了多个尺度的旋涡,而涡之间的相互作用促进了尖钉的增长.随着横向速度和纵向速度的差异扩大,气泡和尖钉界面演化诱导产生的Kelvin–Helmholtz不稳定性逐渐增强,从而流体混合区域出现许多不同层次的涡结构,加速了气泡与尖钉振幅的演化速度,并在演化后期阶段,导致界面发生多层次卷起、剧烈变形、混沌破裂等行为,最终形成了非常复杂的拓扑结构.此外,我们还统计了演化后期气泡与尖钉的无量纲加速度,发现气泡和尖钉的振幅在后期呈现二次增长规律,其增长率系数分别为0.045与0.233.而在低雷诺条件下,重流体在不稳定性后期以尖钉的形式向下运动而轻流体以气泡的形式向上升起.在整个演化过程中,界面变得足够光滑,气泡与尖钉在后期的演化速度接近于常数,未观察到后期的重加速与混沌混合阶段.     

钴掺杂MoSe2共生长中氢气的作用分析及磁电特性研究

采用原位共生长化学气相沉积法,以Co3O4、MoO3、Se粉末为前驱物,710℃下在SiO2衬底上生长掺钴MoSe2纳米薄片,分析讨论氢气含量对其生长及调节机理的影响.表面形貌分析表明,氢气的引入促进了成核所需的氧硒金属化合物以及横向生长中需要的CoMoSe化合物分子的生成;AFM(Atomic Force Microscope)结果表明氢气有利于生长单层二维超薄掺钴MoSe2.随着Co3O4前驱物用量的增加,样品的拉曼和PL(Photoluminescence)谱图分别表现出红移和蓝移现象,带隙实现从1.52—1.57 eV的调制.XPS(X-ray photoelectron spectroscopy)结果分析得到Co的元素组分比为4.4%.通过SQUID-VSM(Superconducting QUantum Interference Device)和器件电学测试分析了样品的磁电特性,结果表明Co掺入后MoSe2由抗磁性变为软磁性;背栅FETs器件的阈值电压比纯MoSe2向正向偏移5 V且关态电流更低;为超薄二维材料磁电特性研究及应用拓展提供了基础探索.     

相对性区域创新指数与经济周期挖掘

提出了一类新的相对性区域创新指数,并采用世界专利申请数据对其进行了具体计算.基于区域创新同经济发展水平之间的超线性关系,该指数消除了经济发展水平对创新能力的影响,可以实现对不同发展水平的经济体之间进行有效的创新能力横纵对比.该创新指数尽管极其简单,却揭示出一系列迥异于传统认知的现象,例如中国大陆地区的技术创新能力在1980年代就已经位居世界前列.采用该指数,不但可以在较高水平上解释世界各国的经济增长,还发现它同经济增长率之间的相关性存在一个20年的经济周期.这些结果显示,该指数作为一个单一性指标,以极小的数据依赖就实现了较高程度的解释性,不但重新定位了世界各经济体的创新能力,对深入理解创新同经济发展之间的关系提供了新的角度,而且暗示着这类相对性经济指标的发展潜力与应用空间.     

鬼成像中一些数学问题

鬼成像是一种与传统成像方式不同的通过光场涨落的高阶关联获得图像信息的新型成像方式。近年来,相比传统成像方式,鬼成像所拥有的一些优点如高灵敏度、超分辨能力、抗散射等,使其在遥感、多光谱成像、热X射线衍射成像等领域得到广泛研究。随着对鬼成像的广泛研究,数学理论和方法在其中发挥的作用愈显突出。例如,基于压缩感知理论,可以进行鬼成像系统采样方式优化、图像重构算法设计及图像重构质量分析等研究工作。本文旨在探索鬼成像中的一些有趣的数学问题,主要包括:系统预处理方法、光场优化及相位恢复问题。对这些问题的研究既可以丰富鬼成像理论,又能推动它在实际应用中的发展。