非晶材料与物理近期研究进展

由于结合了金属和玻璃的特性,非晶合金表现出许多新奇和优异的力学和物理性质,在很多领域具有广泛的应用前景.非晶合金具有连续可调的成分、简单无序的原子结构、丰富多变的材料性质,为研究非晶态物理中的许多共性科学问题提供了理想的模型材料.块体非晶合金的发展更是将玻璃和液体及其相关科学问题的研究推进到凝聚态物理和材料科学的研究前沿.中国科学院物理研究所极端条件物理重点实验室亚稳材料合成、结构及性能研究组(EX4组)近二十年来一直致力于非晶材料和物理的研究,在新型非晶合金的制备、物性以及相关机理的研究上取得了许多重要成果.本文介绍团队最近在非晶材料和物理机理方面取得的研究成果,包括非晶合金的动力学行为和调控、非晶合金的表面动力学、功能应用以及材料探索新方法等.     

复杂网络中带有应急恢复机理的级联动力学分析

提出带有应急恢复机理的网络级联故障模型,研究模型在最近邻耦合网络,Erdos-Renyi随机网络,Watts-Strogatz小世界网络和Barabasi-Albert无标度网络四种网络拓扑下的网络级联动力学行为.给出了应急恢复机理和网络效率的定义,并研究了模型中各参数对网络效率和网络节点故障率在级联故障过程中变化情况的影响.结果表明,模型中应急恢复概率的增大减缓了网络效率的降低速度和节点故障率的增长速度,并且提高了网络的恢复能力.而且网络中节点负载容量越大,网络效率降低速度和节点故障率的增长速度越慢.同时,随着节点过载故障概率的减小,网络效率的降低速度和节点故障率的增长速度也逐渐减缓.此外,对不同网络拓扑中网络效率和网络节点故障率在级联故障过程中的变化情况进行分析,结果发现网络拓扑节点度分布的异质化程度的增大,提高了级联故障所导致的网络效率的降低速度和网络节点故障率的增长速度.以上结果分析了复杂网络中带有应急恢复机理的网络级联动力学行为,为实际网络中级联故障现象的控制和防范提供了参考.     

碳纳米管Y形分子结的热导率与热整流现象

基于碳纳米管Y形分子结的结构重构, 通过非平衡分子动力学方法和量子修正, 模拟分析了Y形分子结的热导率和热整流现象. 研究表明: 相对单根完整碳管, Y形分子结在不同温度下导致热导率大约12%–85%的下降; Y结主干向分支方向的导热能力强于分支向主干方向的导热能力; Y结降低热导率的作用随着温度的升高逐渐减小; Y结的热整流效果随着温度的上升先减弱后增强.关键词：碳纳米管热导率热整流     

内禀退相干下海森伯XY模型中的热纠缠性质及其相干调控

通过求解系统的Milburn方程,研究了内禀退相干下两比特海森伯XY模型中的热纠缠性质. 讨论了非均匀磁场、系统初始纠缠度、 两比特的相对相位对系统热纠缠的调控作用.结果表明:在系统一定的初始条件下, 磁场的引入能够大大提高两比特间的热纠缠 程度;在固有退相干存在的情况下,系统热纠缠强烈依赖于两个自旋比特的初始态, 通过控制两自旋比特的相对相位和振幅,可以 获得系统的稳定热纠缠.结果还表明:在没有外界磁场时,发现Bell正交态是系统的\"暗态\", 它的热纠缠度在演化过程中不受系 统内禀退相干的影响.     

高空穴浓度Mg掺杂InGaN外延材料性能的研究

采用金属有机物化学气相沉积方法生长得到具有不同Mg掺杂浓度In_xGa_1-xN (0≤x≤0.3)外延材料样品. 对样品的电学特性和光学特性进行了系统的研究. 研究发现：在固定Mg掺杂浓度下,随In组分的提高,样品空穴浓度显著提高,最高达2.4×10¹⁹cm^-3,Mg的活化效率提高了近两个数量级;通过对Mg掺杂InGaN(InGaN：Mg)样品的光致发光(PL)谱的分析,解释了InGaN：Mg样品的载流子跃迁机理,并确定了样品中Mg受主激活能和深施主能级的位置. 关键词：Mg掺杂InGaN高空穴浓度光致发光金属有机物化学气相沉积     

A theoretical study on the alkene insertion step in Rh-Yanphos catalyzed hydroformylation

This paper studied the mechanism of the alkene insertion elementary step in the asymmetric hydroformylation （AHF） catalyzed by RhH（CO）2[（R,S）-Yanphos] using four alkene substrates （CH2=CH- Ph, CH2=CH-Ph-（p）-Me, CH2=CH-C（==O）OCH3 and CH2=CH-OC（=O）-Ph, abbreviated as A1-A4）. Interestingly, the equatorial vertical coordination mode （A mode） with respect to the Rh center was found for AI and A2 but not for A3 and A4, although the equatorial in-plane coordination mode （E mode） was found for A1 -A4. The relative energy of the E mode of the -q2-intermediates is lower than that of the A mode. In the alkene insertion step, Path 1 is more favorable than Path 2 for this system. As for AI and A2, there could be a transformation between 2eq and 2ax.     

Synthesis and Properties of SEPS-<Emphasis Type=Italic>g</Emphasis>-PEO Copolymers with Varying Branch Lengths

Poly(ethylene oxide) (PEO) was controllably grafted from styrene-b-(ethylene-co-propylene)-b-styrene (SEPS) backbones by combining lithiation of styrenic units and living monomer-activated anionic ring-opening polymerization of ethylene oxide (EO)monomers with the aid of co-initiators triisobutyl aluminum.The as-synthesized SEPS-g-PEO copolymers were characterized by SEC,1H-NMR,FTIR,SAXS,AFM and DSC.When the branch length is relatively small,increase of PEO fraction leads to the increase of the correlation length between neighboring hard domains,but the degree of correlation reduces.When the branch length is relatively large,the phase-separated structures become random both in terms of size and spatial correlation,and macro-phase separated structures appear.The crystallization behavior of the PEO branches can be effectively inhibited in SEPS-g-PEO,so no significant crystallization takes place until the fraction of PEO branches is 20.1 wt％,which greatly promotes the rapid delivery of hydrophilic drugs in the hot-melting pressuresensitive adhesives (HMPSAs) based on SEPS-g-PEO.Their cumulative release amount of a model drug could achieve 80％,more than twice the value in the HMPSAs based on linear PEO-containing styrenic block copolymers.     

高炉熔渣流化床余热回收的优化分析

钢铁产业向来是中国经济不可或缺的产业,也是能源密集产业,在消耗大量资源的同时,也对环境造成了严重的危害。现行钢铁生产工艺中,高炉熔渣是主要副产物之一,带有大量高品位显热,流化床作为高炉熔渣余热回收的重要装置,在高炉熔渣余热回收领域占据重要的地位,本文提出一种高炉熔渣流化床的优化装置,采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)研究冷态、低温、高温三种工况下颗粒粒径及流化风速对熔渣颗粒的换热效果的影响.研究结果表明:流化风速与颗粒相的流化高度之间成正相关;冷态工况时,在流化状态下,入风口风速与熔渣颗粒粒径对换热的效果影响不大;流化床换热主要集中在布风板处和入料口下部区域。