太赫兹半导体器件与应用——纪念刘惠春教授

文章是以作者和刘惠春教授多年合作的研究工作为基础写成的,主要内容为太赫兹(THz)半导体器件及其通信和成像应用,以此深切缅怀刘惠春教授。近十年来,THz科学与技术已取得了长足进步,它在物理学、材料科学、生命科学、天文学、信息技术和国防安全等多个领域的应用也已初现端倪。在这些应用中,半导体THz器件的发展起着举足轻重的作用。文章着重介绍了作者近年来在半导体THz器件与应用方面的研究进展,主要内容包括基于负有效质量的电子学THz振荡器、飞秒激光泵浦半导体THz辐射源、基于量子阱子带间跃迁的THz量子级联激光器和THz量子阱探测器,以及基于这些器件的THz无线通信和成像应用研究。此外,文章还对未来THz技术的发展进行了简要的探讨。     

微腔增强发射的半导体量子点单光子源

单光子源是实现量子密匙分配、线性光学量子计算的基本单元。作者回顾了单光子源在量子信息科学发展中的作用,讨论了光子的统计特性,分析了具有类似原子二能级结构的半导体量子点作为单光子发射源的特点,介绍了微腔与二能级系统的耦合以及微腔量子电动力学基本原理。在弱耦合区,Purcell效应导致微腔中量子点激子复合寿命降低,因此可用微腔来改善量子点单光子发射效率。文章总结了近年来在半导体微腔增强量子点单光子发射领域的进展,探讨了分布式布拉格反射微腔、柱状微腔和光子晶体微腔等结构对改善半导体量子点单光子发射和收集效率、光子极化以及光子全同性等方面的作用,并对未来半导体量子点单光子源的发展进行了展望。     

圆形工件正次品检验及再加工模型

针对圆形工件合格性检验问题建立了两个优化模型,运用Matlab软件进行编程求解,确定了圆心的位置,据此判断出工件一为正品,工件二为次品.接下来为判断能否将次品经过再加工使其成为正品,建立了模型三,并指出了对工件二的简单再加工方法.     

正丁基正辛基亚砜萃取Au(Ⅲ)的NMR波谱研究

以亚砜的模型化合物正丁基正辛基亚砜液-液萃取Au(Ⅲ),对萃取剂及萃取配合物的1H NMR、13C NMR波谱特征进行讨论,研究了萃取时萃合物的结构及其动态变化.作者认为有机相中存在Au(Ⅲ)在正丁基正辛基亚砜(BOSO)与配合物之间快速交换的过程,该过程有利于Au(Ⅲ)从水相向有机相转移,也是形成NMR波谱特征的主要原因.核磁共振实验也说明了在两种酸度下Au(Ⅲ)均与亚砜基团中的氧原子配位,但萃取机理有所不同,核磁共振波潜的分析给出了萃取机理的直接证据.     

红外光谱-差示扫描量热法对聚烯烃共聚物中α-烯烃种类与含量的鉴别

利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)研究了与不同α-烯烃共聚合的多种聚乙烯,并对共聚物的结构和类型进行了定性分析.由1 378、1 369 cm-1处的峰位置和峰强度判断聚烯烃的种类,由770、 899、784 cm-1处的峰判断α-烯烃的种类.利用差示扫描量热(DSC)热分级方法确定熔融峰的位置,并对共聚物中α-烯烃的含量进行了定量计算.     

血红蛋白-维生素B6-ONOO-体系的荧光特性及ONOO-分析

在中性pH值的缓冲溶液中,血红蛋白作催化剂,维生素B6与过氧亚硝酸活性氧(ONOO-)发生反应,维生素B6原来位于391 nm处的强烈的荧光发射峰消失,而在384 nm和424 nm处出现了两个新的荧光峰.据此建立了血红蛋白一维生素B6体系高灵敏检测ONOO-活性氧的新方法.方法的线性范围为5.24×10-8～2.62×10-6mol/L,检出限为2.62×10-9mol/L,对1.31×10-7mol/L的ONOO-溶液测定的相对标准偏差为3.75%(n=7).     

几种中高温热泵工质的循环性能实验研究

出于对工质自身环境特性和系统运行性能对环境的综合影响的考虑,对理论循环性能优良的HCFCs工质HCFIC124、HCFC142b,含有HCFCs的二元混合工质MB3B、 MB3C、 MB1B和三元混合工质MT1C,在冷凝温度为60～90℃的中高温热泵工况范围内,进行了循环性能对比实验研究.实验在水-水蒸汽压缩式热泵实验台上、以指定工质侧参数的实验方式进行.结果表明, 6种工质的实验循环性能优良.与ODP为0、具有在冷凝温度为80℃以上的工况范围应用潜力的代表性工质HFC245fa相比,在HFC245fa适用的实验工况范围内,6种工质的压缩机排气温度均高丁HFC245fa; MB1B.MT1C系统的COP明显高丁HFC245fa,其余4种工质系统的COP略高于HFC245fa;6种工质系统的制热量均明显高丁HFC245fa.     

活性碳纳米管的制备及其在有机电解液中的电容性能研究

以KOH为活化剂对碳纳米管进行化学活化制备双电层电容器用高比表面积活性碳纳米管. 采用TEM和N₂吸附法表征活性碳纳米管的结构, 采用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等评价其在1 mol•L^－1 Et₄NBF₄/PC中的电容性能. 随活化剂用量增大、活化温度升高和活化时间的延长, 活性碳纳米管的比表面积和比电容都呈增大的趋势. 活化剂用量为3∶1, 800 ℃活化4 h制备的活性碳纳米管的比表面积663 m²•g^－1, 比活化前提高了3倍, 其比电容达57.2 F• g^－1, 比活化前提高了2倍. 将活性碳纳米管的比电容与其比表面积相关联, 发现两者之间具有非常好的线性关系, 并分析了原因.     

乙醇-环己烷体系中NaI活度系数的测定与计算

由于非水溶剂的应用日趋广泛,促使物理化学工作者对于溶剂和溶液性质进行研究,同时开展了有关物理化学数据的测定和积累工作,以利于指导实践[1]。目前文献报道含水混合溶剂中的电解质活度系数较多,但非水混合溶剂中电解质活度系数报道较少。电解质浓溶液活度系数的计算方法目前应用较广的是Pitzer半经验算法[2]。Pitzer的算法中具体物系的β(0)、β(1)等系数需从实测活度系数数据拟合求得。孙仁义等通过测定汽液平衡盐效应的方法研究了盐在混合溶剂中的活度系数[3-4]。最近孙仁义等[5]提出了双液比固定条件下含盐体系汽液平衡数据热力学一…     

大功率固态调制器的仿真研究

 设计了大功率固态调制器的新型固态脉冲开关模块。通过分析电力电子仿真软件Saber中绝缘栅双极晶体管(IGBT)物理模型的概念和等效电路,结合实验数据建立了IXDH20N120型IGBT的模型,研究了Saber环境下,不同参数条件和拓扑结构对调制器电路输出特性的影响。仿真结果表明：动态均压网络在有效地保护开关的同时,可以减少IGBT的开关损耗;电路中器件离散性与系统分布参数会造成调制器输出波形质量下降,效率降低。并对调制器在负载打火情况下,因严重不均流而损坏器件故障的机理作了分析,实验证明仿真结果和分析与实际相符。