Enhanced thermoelectric performance through homogenously dispersed MnTe nanoparticles in p-type Bi_(0.52)Sb_(1.48)Te_3 nanocomposites

In this work,we report that the thermoelectric properties of Bi_(0.52)Sb_(1.48)Te_3alloy can be enhanced by being composited with Mn Te nano particles(NPs)through a combined ball milling and spark plasma sintering(SPS)process.The addition of Mn Te into the host can synergistically reduce the lattice thermal conductivity by increasing the interface phononscattering between Bi_(0.52)Sb_(1.48)Te_3 and MnTe NPs,and enhance the electrical transport properties by optimizing the hole concentration through partial Mn~(2+)acceptor doping on the Bi~(3+)sites of the host lattice.It is observed that the lattice thermal conductivity decreases with increasing the percentage of Mn Te and milling time in a temperature range from 300 Kto 500 K,which is consistent with the increasing of interfaces.Meanwhile,the bipolar effect is constrained to high temperatures,which results in the figure of merit z T peak shifting toward higher temperature and broadening the z T curves.The engineering z T is obtained to be 20%higher than that of the pristine sample for the 2-mol%Mn Te-added composite at a temperature gradient of 200 K when the cold end temperature is set to be 300 K.This result indicates that the thermoelectric performance of Bi_(0.52)Sb_(1.48)Te_3 can be considerably enhanced by being composited with Mn Te NPs.     

“隐圆”巧发现 壁垒妙破除

数学解题的关键是善于挖掘已知条件的内涵,并由此突破解题壁垒.在一些解析几何问题中,虽然从表面来看似乎与圆无关,但从定义、方程与性质的角度深挖下去,圆便会“浮出水面”.发现“隐圆”往往能帮助我们打开解题思路,成功到达彼岸.     

废弃植物油对破囊壶菌生产多不饱和脂肪酸的影响

为研究废弃植物油对破囊壶菌生产PUFA的影响, 以混合葵花籽油和橄榄油高温烹煮后的废弃油为研究对象, 比较了在常规培养基中添加植物油和废弃植物油前后破囊壶菌Thraustochy-trium sp.S-3的繁殖变化和脂肪酸组成变化. 结果表明, 添加烹调前后的植物油均能对破囊壶菌生长产生明显的促进作用, 单位体积培养基中的总脂量可增加1倍左右; 同时, 破囊壶菌的脂肪酸组成跟植物油本身的脂肪酸组成有着明显正相关, 添加废弃植物油后, 能明显增加破囊壶菌合成DHA等PUFA的能力, 同时增加了破囊壶菌中十八碳不饱和脂肪酸的含量. 研究结果对利用废弃植物油类作为碳源应用到破囊壶菌产业化生产PUFA提供了理论依据.     

Noise analysis of grating-based x-ray differential phase-contrast imaging with angular signal radiography

X-ray phase-contrast imaging is one of the novel techniques,and has potential to enhance image quality and provide the details of inner structures nondestructively.In this work,we investigate quantitatively signal-to-noise ratio(SNR) of grating-based x-ray phase contrast imaging(GBPCI) system by employing angular signal radiography(ASR).Moreover,photon statistics and mechanical error that is a major source of noise are investigated in detail.Results show the dependence of SNR on the system parameters and the effects on the extracted absorption,refraction and scattering images.Our conclusions can be used to optimize the system design for upcoming practical applications in the areas such as material science and biomedical imaging.     

Fabrication and characterization of ultra-low noise narrow and wide band Josephson parametric amplifiers

We have fabricated two types of lumped-element Josephson parameter amplifiers (JPAs) by using a multilayer micro-fabrication process involving wet etching of Al films. The first type is a narrow band JPA which shows typical gain above 14 dB in a bandwidth around 35 MHz. The second type is a wideband JPA which is coupled to an input 50 Ω transmission line via an impedance transformer that changes the impedance from about 15 Ω on the non-linear resonator side to 50 Ω on the input transmission line side. The wideband JPA could operate in a 200 MHz range with a gain higher than 14 dB. The amplifiers were used for superconducting qubit readout. The results showed that the signal to noise ratio and hence the readout fidelity were improved significantly.     

掺杂含量对环氧纳米复合电介质陷阱与空间电荷的影响

环氧纳米复合电介质具有抑制空间电荷积聚、高电阻率、高击穿强度等优异性能,对直流电力设备的发展具有重要的作用.但纳米粒子含量对纳米复合电介质陷阱、电导率和空间电荷的影响机理尚不清楚.本文在纳米复合电介质交互区结构模型的基础上提出了计算交互区浅陷阱和深陷阱密度的方法,得到了浅陷阱和深陷阱密度随纳米粒子含量的变化关系.随着纳米粒子含量的增加,浅陷阱密度逐渐增大,深陷阱先增加然后由于交互区重叠的影响而逐渐减少.研究了纳米粒子含量对浅陷阱控制载流子迁移率的影响,发现随着纳米粒子的增多,浅陷阱大幅增多,浅陷阱之间的平均间距迅速减小,导致载流子更容易在浅陷阱间跳跃迁移,浅陷阱控制载流子迁移率增大.建立了纳米复合电介质的电荷输运模型,采用电荷输运模型计算研究了环氧/二氧化钛纳米复合电介质的空间电荷分布、电场分布和电导率特性.发现在纳米粒子添加量较小时,交互区的深陷阱对电导的影响起主导作用;纳米粒子添加量进一步增加,浅陷阱对电导的影响将起到主要作用.     

一种新的超导储能磁体结构优化方法北大核心CSCD

高温超导线材的各向异性一直影响其在工程中的使用性能,临界电流主要受磁体最大垂直磁场(垂直于带材表面)决定,最大应力通常出现在最大轴向磁场(平行于带材表面)处.文章针对单螺线管超导储能磁体,从增大临界电流和减小机械应力两方面出发,提出一种新的超导储能磁体结构优化方法.利用MATLAB从不同径高比(平均半径/高)着手,计算带材总长度为2000m的多组磁体结构参数,建立了单螺线管超导磁体的有限元模型,结合COMSOL仿真软件获得多组结构参数的应力、磁场分布以及磁场最大值,将承受最大应力区域的磁体转移至磁体两端中部区域.对参与转移的磁体参数进行计算,分析对比不同转移参数对磁体应力和临界电流的影响.仿真结果表明,对比常规磁体,优化后的磁体能有效减小最大垂直磁场从而增大临界电流,减小最大轴向磁场从而减小最大应力,对超导储能磁体的优化具有重要意义.     

压电波形对喷墨打印电极的调控规律

压电喷墨打印是制备印刷电子器件的主要手段之一,其墨滴喷射状态直接受压电波形的影响,因而压电波形对于器件打印具有重要意义。本文主要研究了压电波形对薄膜晶体管(TFT)电极打印效果的影响,实验通过改变压电波形的加压速率和脉冲持续时间,打印得到了一系列的电极样品,并对其图形效果及表面粗糙度进行了测量。实验表明,随着加压速率和脉冲持续时间的增大,墨滴喷出动能增大,最终打印的图形效果先改善后恶化,表面粗糙度则随之增大。在加压速率取值为0.08~1.65 V/μs、脉冲持续时间取值为1.216~2.688μs的区间内得到了失真程度较小的电极图形,在加压速率及脉冲持续时间分别为0.25 V/μs、2.688μs及0.65 V/μs、1.600μs时,电极图形化效果较好,表面粗糙度分别为59.04 nm和59.27 nm。通过对压电波形参数的合理设置,能够实现对打印图形效果的优化。     

基于人体血清荧光光谱和改进变量选择方法对血糖浓度测定的研究

利用人体血清240 nm激发波长荧光光谱在220～900 nm波段针对血糖浓度进行建模分析。在模拟退火算法和偏最小二乘算法的基础上进行建模波长变量筛选方法的改进。基于变量入选模型统计频率和无关变量消除法,分别进行了波长的初选和精选过程。同时,加入了主成分数自适应特性等加快收敛速度、减小计算量的措施。该模型对比了线性、三次样条函数、高斯函数作为偏最小二乘法插入基函数的情况下,分别对原始光谱、Daubechies小波分解第三层和第四层细节信号光谱建模。结果显示,该模型避免了主成分参数尝试导致的时间成本,在参数自适应的过程中很快趋于稳定并得到对应条件下的最佳建模主成分数。其波长变量筛选能力使得对独立样本的分析预测效果有了显著的提升,最佳建模预测效果达到0.25 mmol·L-1,达到了血糖检测的医用要求。加入了非线性建模条件使得模型有明显的改善,基于样条函数的效果总体最好,其次为基于高斯函数的情况。对原始光谱进行小波分解,得到的细节信号光谱建模效果更为可观。总体而言第四层细节信号光谱建模效果略优于第三层细节信号光谱。模型筛选波长变量的频率意味着在所给实验条件下的血糖浓度信息在不同波段的分布情况,这为血糖在血清成分中的物理化学特性提供了一定程度上的统计解释。     

苹果可溶性固形物便携式检测实验研究

为实现苹果可溶性固形物的便携式快速检测,搭建了以STS光谱仪和自制样品杯作为光谱检测装置的苹果可溶性固形物便携式检测平台。采用自行设计的检测平台采集了苹果的近红外漫反射光谱,对比分析了不同的光照角度、光源与探头距离对光谱响应特性的影响,建立了苹果可溶性固形物偏最小二乘模型(PLS)和最小二乘支持向量机模型(LS-SVM),采用连续投影算法及主成分分分析法对最小二乘支持向量机模型进行了优化,并对比分析了两种检测模型的优劣。其中当光源距探头距离为15 mm光源角度为45°时,结合偏最小二乘法建立苹果的可溶性固形物定量检测模型精度最高。模型的预测集相关系数为0.924,预测均方根误差为0.334%。实验结果表明,采用四周照射、底部接收并结合避光圈的这种结构布置能够有效的克服杂散光现象并且提高了光谱中的有效信息。研究可为快速、便携的苹果可溶性固形物检测仪器的设计提供参考依据和理论支撑。