水热法制备U_3F_(12)(H_2O)单晶及其对X射线的响应特性

以醋酸铀酰作为铀源,醋酸根离子作为还原剂将U~(6+)还原成U~(4+),铜作为催化剂促使晶体生长,在温和水热(200℃)条件下制备出氟化铀单晶。通过单晶X射线衍射确定了氟化铀单晶的结构,借助傅里叶红外光谱、固体紫外吸收光谱、热分析、扫描电镜等对其光学性能、热学性能以及微观结构进行了测试分析,通过电化学工作站测试了氟化铀单晶对X射线的响应情况。结果表明:单晶为绿色针状晶体,长度在1 mm左右,具有复杂的三维立体结构,并且氟化铀(IV)单晶对X射线具有明显的响应,响应倍数大约为70倍,可以用于核医学的成像技术、高能粒子的检测以及工业的无损探伤等。与其他闪烁体的单晶基质材料相比,氟化铀单晶具有密度高、不溶于水、抗酸碱、稳定性高等优点。     

基于光子晶体自准直效应的太赫兹偏振分束器设计

提出了一种新型、紧凑的光子晶体太赫兹(THz)偏振分束器,利用自准直效应实现横电(TE)模和横磁(TM)模的无衍射传输,利用禁带特性实现TE模和TM模的分离。基于平面波展开法和时域有限差分法对太赫兹偏振分束器的性质进行仿真建模分析,结果表明,该偏振分束器在2.9~3.01THz频率范围内可实现偏振分离;频率为3THz时,TE模的反射率和TM模的透射率均高于90%,TE模和TM模的消光比分别高达19.9dB和26.24dB。此外,与以往的光子晶体太赫兹偏振分束器相比,所提出的偏振分束器设计简单,更易于实现(无需引入缺陷),尺寸更微小(650μm×650μm),带宽更宽(2.9~3.01THz)。     

基于硅基波导光子轨道角动量的产生及复用

设计了一种基于硅基波导光子轨道角动量的产生及复用器,该器件主要由非对称定向耦合器和带沟槽的波导两部分组成。根据相位匹配条件,基模TE_(00)通过非对称定向耦合器耦合成一阶模TE_(10),带沟槽的波导可支持光轴相对于水平和垂直方向旋转45°的两个正交的本征模,调整两个正交的本征模的相位差,使其进行简并,可进一步将TE_(10)转换为多种轨道角动量模式,并在第二个沟槽结构中进行复用。采用时域有限差分法进行仿真计算,结果表明:该器件可以实现拓扑荷为+1、0、-1的光子轨道角动量模式的产生及复用,且器件结构紧凑,尺寸小于80μm×5.3μm,损耗小于0.24dB,适用波长范围为1.47～1.58μm。该器件制作工艺简单,易于集成,可应用于轨道角动量复用系统等领域。     

Enhancement of off-state characteristics in junctionless field effect transistor using a field plate

In this paper, a novel junctionless field effect transistor(JLFET) is proposed. In the presence of a field plate between gate and drain, the gate-induced drain leakage(GIDL) effect is suppressed due to the decrease of lateral band-to-band tunneling probability. Thus, the off-state current Ioff, which is mainly provided by the GIDL current, is reduced. Sentaurus simulation shows that the Ioffof the new optimized JLFET is reduced by ～ 2 orders and its sub-threshold swing can reach76.8 mV/decade with little influence on its on-state current Ion, so its Ion/Ioff ratio is improved by 2 orders of magnitude compared with that of the normal JLFET. Optimization of device parameters such as Φfps(the work difference between field plate and substrate) and LFP(the length of field plate), is also discussed in detail.     

基于神经网络的欠驱动水下机器人地形跟踪控制

为实现欠驱动自治水下机器人(AUV)的精确地形跟踪控制,设计了一种自适应神经网络控制器.采用径向基神经网络估计时变水动力阻尼引起的AUV模型不确定部分和外界海流干扰,设计自适应学习律来实现神经网络权值的最优估计.基于李雅普诺夫稳定性理论分析了跟踪控制系统的稳定性,设计的控制器可以使闭环误差系统渐近稳定且系统状态有界.仿真实验中选择实际测量得到的期望随机真实地形进行跟踪实验,并且要求AUV相对地形保持一个恒定的高度偏差.结果表明,该控制方法可以有效地降低模型非线性和不确定性引起的扰动,具有较高的跟踪精度,满足实际工程需求.     

气固两相体放电对电力系统外绝缘的影响

在气体中放入固体颗粒组成两相体,研究了其在不均匀电场中的导通特性,对不同气固两相体在不同介电常数和粒径条件下的雷电冲击下50%击穿电压U50进行了分析,结果表明：气固两相体放电中的U50比单纯的空气中的要低,并且在不同的极性中变化不一样,其中负极性的变化比较明显.同时也观察到不同极性下两相体放电的伏秒特性和放电发展通道,得到气固两相体50%雷电冲击击穿放电时延比单纯空气的小,尤其在高压负极性下,气固两相体的放电时延比空气的放电时延的减小可达15%,且不同气固两相体的雷电冲击放电发展通道比单纯空气的更复杂.     

单轴应力锗能带结构研究

用形变势理论讨论了单轴〈001〉和〈110〉及〈111〉张/压应力对锗导带各能谷（？能谷、？能谷及L能谷）能级的影响,采用包含自旋-轨道互作用及应力在内的六带k.p微扰法建立了单轴张/压应力作用下锗的价带结构模型,分析了锗价带带边能级随应力的变化情况,获得了锗导带底能谷能级分裂值、价带带边能级分裂值以及禁带宽度随应力的变化关系.量化数据可为单轴应力锗器件及电路的研究与设计提供参考.     

废铅酸电池铅膏处理新工艺

研究了铅膏脱硫后用碳还原回收铅的新工艺.采用正交试验法分析了反应温度、时间、配比、固液比等因素对处理效果的影响,最后确定:用碳酸钠脱铅膏中硫的最佳工艺为温度95℃、时间8 h、配比1∶0.7、固液比1∶4,脱硫率为93%;火法还原铅膏粉与炭粉的最佳质量比为10∶0.6、最佳温度为850℃、时间为1 h,还原产品铅的纯度为99.59%.     

二维复式晶格完全带隙光子晶体缺陷频率的分析

提出了一种具有完全带隙的二维复式晶格光子晶体,该晶体是在二维正方形格子中,旋转截面为正方形的柱子,同时在每个原胞中心引入圆形截面的柱子而形成的,并在其中引入点缺陷。运用平面波展开法并结合超晶胞理论分析此缺陷态光子晶体的频率特性。仿真结果表明,通过调节缺陷的尺寸、角度等结构参量,可以改变缺陷态频率的位置,使TE和TM模缺陷态频率一致,TE模和TM模同时谐振,处于缺陷态频率的入射光就能够完全耦合进点缺陷,具有较高的耦合效率。这种结构的复式晶格完全带隙光子晶体为制作完全带隙光子晶体谐振腔提供了理论基础。     

一种高双折射光子晶体光纤模场和偏振特性的研究

采用平面波展开法分析一种填入了聚甲基丙稀酸甲酯并引入大空气孔的高双折射光子晶体光纤的模场和偏振特性,并研究其结构参数变化对偏振特性的影响。研究表明这种高双折射光纤的基模模场具有较强的线偏振特性,模式双折射比普通光子晶体保偏光纤有较大提高。研究结果为光子晶体保偏光纤的开发制作提供了理论基础。