Atomic-Ordering-Induced Quantum Phase Transition between Topological Crystalline Insulator and Z_2 Topological Insulator

Topological phase transition in a single material usually refers to transitions between a trivial band insulator and a topological Dirac phase, and the transition may also occur between different classes of topological Dirac phases.It is a fundamental challenge to realize quantum transition between Z_2 nontrivial topological insulator(TI) and topological crystalline insulator(TCI) in one material because Z_2 TI and TCI have different requirements on the number of band inversions. The Z_2 TIs must have an odd number of band inversions over all the time-reversal invariant momenta, whereas the newly discovered TCIs, as a distinct class of the topological Dirac materials protected by the underlying crystalline symmetry, owns an even number of band inversions. Taking PbSnTe_2 alloy as an example, here we demonstrate that the atomic-ordering is an effective way to tune the symmetry of the alloy so that we can electrically switch between TCI phase and Z_2 TI phase in a single material. Our results suggest that the atomic-ordering provides a new platform towards the realization of reversibly switching between different topological phases to explore novel applications.     

基于双折射晶体的快拍穆勒矩阵成像测偏原理分析

针对传统穆勒矩阵成像测偏仪包含活动部件,需进行多次测量,容易产生测量误差,不能对运动目标或动态场景进行同时、实时测量等问题,提出了一种以改进型萨瓦偏光镜为核心分光器件的快拍Mueller矩阵成像测偏技术(MSP-SMMIP).它不含任何活动部件,能通过单次快拍测量获取目标强度图像和全部16个穆勒矩阵阵元图像.它主要由偏振态产生和偏振态分析两部分组成,偏振干涉条纹通过偏振态产生光路后定位于测试样品上,随后这些条纹通过空间载频将样品的Mueller矩阵分量编码,经偏振态分析光路成像于焦平面上.采用斯托克斯矢量-穆勒矩阵形式阐明了光场偏振态被MSP-SMMIP调制的过程,给出了其像面干涉图表达式,讨论了Mueller矩阵反演和系统定标的方法.基于CCD相机参数分析了系统的光学指标.通过数值模拟实验给出模拟测量结果,通过定性和定量评价测量结果表明该系统的可行性.MSP-SMMIP技术具有稳态、快拍、结构简洁、易定标、可同时实时获取目标强度图像和全部Mueller矩阵阵元图像的显著特点.     

预制破片侵彻均质装甲钢的极限穿透速度

通过对预制破片侵彻均质装甲钢的过程进行受力分析,推导预制破片极限穿透速度的计算公式,分别对3种形状规则预制破片的极限穿透速度进行理论计算,并通过实弹驱动试验和弹道枪模拟复核试验测得极限穿透速度与理论计算结果相对比,得出理论计算结果与试验结果的误差,通过数据分析处理给出计算公式的修正系数。     

海洋毒素电化学生物传感器

由藻类产生的海洋毒素对人类健康和环境安全构成了较大威胁,对其进行快速准确的检测是减小海洋毒素危害的有效手段之一。电化学生物传感器具有快速简便、灵敏度高、检测限低和成本低等特点,为检测海洋毒素提供了新的技术途径。目前,应用于海洋毒素检测中的电化学生物传感器主要有免疫传感器、酶传感器和DNA传感器等。本文综述了迄今为止国内外海洋毒素电化学生物传感器研究所取得的成果,并对其当前研究存在的问题和未来发展趋势进行探讨和展望。     

有机磷农药甲基对硫磷的太赫兹(THz)光谱研究

运用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)与理论模拟相结合的方法研究了有机磷农药甲基对硫磷在THz波段的光谱特性。在室温氮气环境中得到了样品在0.2～2.0 THz波段的吸收谱和折射率谱。表明其特征吸收峰分别位于0.65,1.33,1.81和1.91 THz处,其平均折射率为1.39。同时运用密度泛函理论(DFT)计算了甲基对硫磷分子的结构及其在太赫兹波段的振动频率,计算结果与实验数据吻合较好。研究结果表明,实验光谱的特征吸收峰是由分子的集体振动及扭转形成,不同的吸收峰位对应分子不同的振转模式。     

Structural and electrical properties of Nd ion modified lead zirconate titanate nanopowders and ceramics

A modified sol-gel method is used for synthesizing Nd ion doped lead zirconate titanate nanopowders Pb_{1 - 3x}/2Nd_xZr₀.52Ti₀.48O₃ (PNZT) in an ethylene glycol system with zirconium nitrate as zirconium source. The results show that it is critical to add lead acetate after the reaction of zirconium nitrate with tetrabutyl titanate in the ethylene glycol system for preparing PNZT with an exact fraction of titanium content. It has been observed that the dopant of excess Nd ions can effectively improve the sintered densification and activity of the PNZT ceramics. Piezoelectric, dielectric and ferroelectric properties of the PNZT ceramics are remarkably enhanced as compared with those of monolithic lead zirconate titanate (PZT). Especially, the supreme values of piezoelectric constant (d₃₃) and dielectric constant (\it ε) for the PNZT are both about two times that of the monolithic PZT and moreover, the remnant polarization (P_r) also increases by 30%. According to the analysis of the structures and properties, we attribute the improvement in electrical properties to the lead vacancies caused by the doping of Nd ions.     

核/壳结构ZnS : Mn/CdS纳米粒子的制备及发光

利用溶剂热法制备了Mn离子掺杂的ZnS纳米粒子(ZnS : Mn),利用沉淀法对ZnS ∶ Mn纳米粒子进行了不同厚度的CdS无机壳层包覆。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)及光致发光(PL)光谱等手段对样品进行了表征。TEM显示粒子为球形,直径大约在14~18 nm之间。由XRD结果可以看出CdS壳层的形成过程受到了ZnS ∶ Mn核的影响,导致其结晶较差。XRD和XPS测量证明了ZnS : Mn/CdS的核壳结构。随着CdS壳层的增厚,样品的发光强度呈现一直减弱的现象。     

三级自动复叠制冷中制冷剂配比计算方法研究

自动复叠制冷循环有其特殊的优点,但是混合制冷剂的配比选取仍需进一步研究。通过搭建一个三级自动复叠制冷循环实验台,并采用常规复叠制冷循环的方法,粗定制冷剂配比,再使用CSD方程微调,实验数据证明该方法的结果比较合理。     

衍折射设计用于均匀照明的衍射光学器件

 在工艺上衍射光学元件是通过相位板来实现的,由于其多台阶化产生的不连续性,会对目标光场产生sinc调制,产生高级次衍射斑,损失了15%或者更多能量。通过对设计衍射光学器件的传统的IO迭代算法进行了研究,提出了一种与衍折射相结合的设计方法,在衍射光学器件的部分区域形成一块连续相位区域,减少了相位片台阶化区域的光强和衍射斑的强度。通过逐步变化连续相位对输出光强情况的影响的研究,可以优化相位参数,使入射到输出面的光束保证一定匀滑性的前提下,提高目标光场区域的衍射效率达到90%以上,能够满足均匀照明的要求。     

First-principles Band Structures Calculation of Tin-phthalocyanine

SnPc(Tin-phthalocyanine)因在无机/有机二极管等光电结构器件中表现出了很多有趣的特性而备受关注.为了更深地理解载流子的传输特性,利用密度泛函理论,采用广义梯度近似(DFT-GGA),关联函数选择BLYP计算了SnPc的能带结构.从点波函数、能带带宽以及带隙分析了载流子的传输行为. 从前线轨道的带宽以及电子和空穴的有效质量,可以看到电子的传输要比空穴的传输容易两倍左右.而且,当研究费米能级附近的能带时,发现未占有带的带隙总体上要小于占有带的带隙,这表明在考虑声子参与的情况下,电子在带间的跳跃要比空穴容易得多.以上的事实说明SnPc是一种电子传输占主导的材料.