多光子光刻用的杯[4]芳烃分子玻璃正性光刻胶

分子玻璃材料和多光子光刻技术分别是近年来光刻胶和光刻技术领域的研究热点.本文对分子玻璃正性光刻胶在多光子光刻中的应用进行了探索,设计合成了叔丁氧基羰基保护的杯[4]芳烃衍生物分子玻璃材料,将其作为主体材料与光生酸剂三氟甲磺酸三苯锍鎓盐进行复配,制备了分子玻璃正性光刻胶,探讨并优化了光刻胶的成分配比及其在紫外光曝光下的显影工艺.利用780nm波长飞秒激光对所制备的分子玻璃正性光刻胶进行了多光子光刻特性的评价,实验得到了最低线宽180nm的线条和复杂的二维微结构图形,结果表明杯[4]芳烃衍生物分子玻璃正性光刻胶有望应用于多光子光刻技术.     

直流喷射电弧等离子体制备金刚石单晶的研究

通过利用光发射谱技术,探测了大功率直流喷射电弧等离子体增强化学气相沉积方法中沉积区域的气相激元分布,进而优选了金刚石生长的位置.在沉积过程中,不断使衬底做背向等离子体的运动,实现了大颗粒金刚石的连续生长,颗粒尺寸达到约1 mm3.采用劳厄背反射X射线衍射测试技术和拉曼谱技术,对所制备的样品进行了测试,结果表明:所制备的颗粒为金刚石单晶.对于大尺寸衬底,研究了背向运动速度对沉积晶体的形貌和质量的影响,发现了ATG型不稳定形貌.     

特殊光子晶体电磁散射角偏特性及其应用研究

应用数值方法对特殊光子晶体-蓝蝴蝶翅膀微结构的光学散射角偏特性进行了深入研究.根据蓝蝴蝶翅膀的表皮微结构简化模型,应用时域有限差分(FDTD)方法对其在自然光照射下的散射角偏特性进行了分析,深入研究了此光子晶体中各结构参数对光散射角偏特性的影响,详细探讨了该光子晶体的角偏特性散射机理及其在军用目标隐身设计中的应用.     

基于RSM的单晶Si高速线锯切割力试验研究

采用Box-Behnken Design (BBD)设计实验,研究高速线锯切割过程中线锯速度、进给速度和工件转速三个工艺参数对单晶Si切割力的影响,通过曲面响应法(Response surface methodology,RSM)建立单晶Si片切割力的响应模型,并进行方差分析,获得了高速线锯切割单晶Si过程中不同工艺参数对切割力的影响规律和切割力最小时的工艺参数.试验结果表明该模型能实现单晶Si切割过程的切割力预测.     

乙酰化处理对碱木质素在四氢呋喃中微结构的影响

通过对比碱木质素(AL)和乙酰化碱木质素(ACAL)在四氢呋喃(THF)中溶液行为和物理化学性质的差异, 揭示了乙酰化处理对碱木质素在THF中微结构的影响. 分别采用动态光散射、凝胶渗透色谱(GPC)、透射电子显微镜(TEM)、特性粘度、荧光光谱仪、耗散型石英晶体微天平(QCM-D)和自组装技术等研究了AL和ACAL在聚集形态、聚集机理以及吸附特性等方面的特征. 研究发现, 乙酰化处理会降低碱木质素在THF中的分子间和分子内聚集程度. AL在THF中以单分子和聚集体的形式共同存在, 分子较为蜷曲; ACAL在THF中则更多地是以单分子形式存在而几乎不存在大聚集体, 分子较为伸展, 其流体力学半径要比相同绝对分子量的AL更大.THF中的AL聚集体会在液固界面上发生强烈的吸附, 但ACAL由于与溶剂间的相互作用较强而几乎不会吸附在液固界面上. 由于AL分子在THF中较为蜷曲且吸附能力较强, 因此利用以THF为流动相的GPC直接测量AL的分子量时所得结果并不准确, 为保证GPC的测量结果更加全面可靠, 需要在测量前对碱木质素进行乙酰化处理.     

温度对碱木质素在溶液中微结构及物理化学性质的影响

研究了温度对碱木质素(AL)的微结构及物理化学性质的影响. 在20-60 ℃范围内, 采用表面电荷仪、动态光散射、zeta 电位仪、粘度计、表面张力仪、石英晶体微天平、紫外和荧光等仪器, 研究了AL在碱性溶液中的分子聚集形态、表面带电情况、亲疏水特性、溶液特性粘度以及AL在气液和液固界面上的吸附等性质. 结果表明, AL溶液的特性粘度、表面张力以及分子的表面电荷密度都会随温度上升明显降低, 而分子内和分子间聚集作用、分子的疏水性以及在液固界面上的吸附量会随温度上升逐渐增大, zeta 电位绝对值则呈现出先降低后上升然后再降低的趋势. 分析认为, 温度上升会同时降低AL中弱酸性基团的电离程度和AL与水分子间的氢键作用, 这两个因素的变化直接导致了AL微结构和物理化学性质的改变. 温度升高时, 水由AL的良溶剂逐渐变为不良溶剂, 尽管AL通常被视为阴离子表面活性剂, 但其受温度影响时所呈现出的变化规律却更类似于非离子表面活性剂.     

A Silicon Shallow-Ridge Waveguide Integrated Superconducting Nanowire Single Photon Detector Towards Quantum Photonic Circuits

A silicon shallow-ridge waveguide integrated superconducting nanowire single photon detector is designed and fabricated.At the bias current of 11.6μA,4% on-chip detection efficiency near 1550 nm wavelength is achieved with the dark count rate of 3 Hz and a timing jitter of 75 ps.This device shows the potential application in the integration of superconducting nanowire single photon detectors with a complex quantum photonic circuit.     

基于时域多分辨率的非球形气溶胶散射并行计算模型设计及验证EI北大核心CSCD

为解决串行时域多分辨率(MRTD)散射模型运行时间长和内存消耗大的问题,基于消息传递接口(MPI)技术设计了一种非球形气溶胶散射并行计算模型。介绍了MRTD散射模型的基本框架和2种并行数据通信方案,并基于MPI重复非阻塞通信技术实现了MRTD散射模型的并行化设计;搭建了网络并行计算平台,实现了模型的并行化计算。将MRTD散射模型与Mie散射模型、T矩阵法进行了对比,验证了并行MRTD散射模型的计算准确性。结果表明,MRTD模型可较准确地模拟非球形粒子散射特性,并行计算技术可显著提高计算效率;电磁场分量同时交换的并行设计方案的计算效率略高于仅交换磁场分量的方案;通过增加中央处理器核数,程序的并行加速比随之增大,但单核运行效率却略有降低。随着粒子尺度参数的增大,单核计算效率随之增加,复折射率的改变并不会显著影响并行计算效率。     

强迫对流管道内壁结垢层几何形状的逆运算估计

利用逆运算法中的共轭梯度法与差异原理,通过测量管壁内的温度,来估算一管流系统内壁结垢层厚度的几何形状．过程中未预先设定结垢层厚度的函数形式．因此,可将这类逆运算问题归类为“函数预测”．逆运算过程的管壁温度测量值,可由直接解法所求得的温度数值来仿真实际的测量温度．并用测量误差来检验逆运算分析的正确性．数值实验结果显示,管内壁结垢层厚度的几何形状可获得极佳的估算值．所提出的技术可用作管路维修的预警系统,当管壁结垢层厚度超出某预先设定值时可适时发出维修警示．     

水下微穿孔吸声体结构设计与试验研究

根据马大猷院士的微穿孔板(MPP)理论,提出在可设计的夹芯复合隐身结构的空腔中附加微穿孔板层的水下微穿孔吸声体。基于微穿孔板的精确计算理论及水下声隐身结构的特点,考虑空腔深度、穿孔板厚度、穿孔直径及穿孔率等对微穿孔板吸声性能的影响,对水下微穿孔吸声体进行了结构设计。利用脉冲声管法对水下微穿孔吸声体试样的吸声系数进行了测量,结果表明:水下微穿孔吸声体有效地拓宽了低频吸声频带,其微穿孔板结构参数的影响规律也与理论分析一致;对于多种吸声机理并存的水下微穿孔吸声体的空腔个数、形状及谐振特性等也是影响吸声性能的重要因素,在实际的工程应用中必须结合所关心的频带对水下微穿孔吸声体进行匹配优化设计。