各向异性圆柱掺杂光子晶体的缺陷模及其量子效应

利用光波在一维各向异性圆柱掺杂光子晶体中径向受限的条件,研究了光波在其中出现的模式量子效应,并利用特征矩阵法计算了TE波和TM波各模式的缺陷模的变化规律,得出了一些一维各向异性圆柱光子晶体缺陷模的新结构.缺陷模的频率和透射角都随模式量子数的增加而增大.同一模式缺陷模的频率随圆柱半径的增加而减小. 关键词： 圆柱光子晶体 各向异性介质 量子效应 缺陷模     

壳模型对13N Gamow-Teller跃迁的研究

最近的研究表明¹³N的beta衰变对于Ia型超新星爆炸前的电子丰度有着重要的影响.本文在壳模型的基础上,首先计算¹³N基态到基态以及基态到不同激发态的Gamow-Teller(GT)跃迁强度,并将其与实验数据进行了比较.在理论计算的GT强度基础上,对不同温度和密度天体环境下¹³N的电子俘获率进行了细致的计算,并重点讨论基态到激发态的GT跃迁对电子俘获率变化的影响.结果表明,考虑基态到激发态的跃迁后,超新星的电子丰度下降,中微子能量损失增大.基态到激发态跃迁对电子俘获率的影响主要由低激发能级贡献. 关键词： Gamow-Teller跃迁 壳模型 电子俘获 激发态     

核壳结构磁性镁铝复合氧化物亚微米粒子的制备与表征

首先采用溶剂热法制备粒径均匀分散性良好的Fe3O4亚微米粒子,在对其包覆上一层碳膜进行表面修饰后,采用共沉淀法将硝酸根插层LDHs包覆到磁性粒子的表面,然后500℃焙烧2 h得到磁性镁铝复合氧化物亚微米粒子。这种磁性镁铝复合氧化物亚微米粒子具有以镁铝复合氧化物为壳层,Fe3O4为核的核壳结构,其中壳层厚度为20 nm左右,对其进行二次包覆后壳层厚度可达到50 nm左右,并可以方便的通过重复包覆焙烧过程进行调节,从而实现磁性镁铝复合氧化物亚微米粒子的控制制备。同时,磁性镁铝复合氧化物亚微米粒子具有较强的磁性,其比饱和磁化强度为23.3 emu·g-1,对其进行二次包覆并焙烧后为20.1 emu·g-1。     

Au@Si02/LaF3:Ce,Tb复合结构的发光共振能量转移

发光共振能量转移(LRET)与给体-受体间的距离密切相关,可体现分子间距离的变化,在生命科学领域有着重要的应用.本文设计并合成了Au@siO2/LaF3:Ce,Tb复合纳米结构,研究了LaF3:Ce,Tb(给体)与Au纳米颗粒(受体)间的LRET行为.通过调控SiO2层厚度,可以改变给体-受体之间的距离.当SiO2层厚度增加到42 nm 时,仍能观察到明显的LRET现象.这一距离远超过通常荧光共振能量转移的有效范围,表明由长发光寿命的稀土发光纳米材料与金纳米颗粒形成的给体一受体对可在更大的距离上实现能量转移.     

具有超疏水表面的硅/二氧化硅层次结构薄膜

目前报道的硅基材料的超疏水表面主要是通过制备粗糙微观结构,并在其表面修饰表面能相对较低的有机物两个步骤来实现的,在户外等实际环境中应用时存在由于表面修饰有机物的降解而逐渐失去超疏水性的问题.本工作以液态金属锡作为生长衬底,通过化学气相沉积(CVD)法制备了一种具有超疏水性能的硅基薄膜结构.利用扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM)以及X射线衍射(XRD)等手段对产物的表面形貌和组成结构进行分析发现,薄膜表面由竖直生长的硅/二氧化硅(Si/SiO2)核壳层次结构组成.采用Cassie理论模型对其超疏水性能的产生提出了可能的解释.发现构成薄膜表面的Si/SiO2层次结构单元的形貌是影响超疏水性能的重要因素.相对于以前报道的硅基材料的超疏水表面,这种新结构的超疏水性能不依赖于表面化学修饰,有望拓宽硅基材料的应用环境.     

均匀共沉淀法制备钛酸钡-钡铁氧体核-壳结构粒子

用均匀共沉淀法制备了钛酸钡-钡铁氧体核-壳粒子, 研究了沉淀反应温度、尿素/金属离子摩尔比值(R)和BaTiO₃浓度对核-壳粒子形貌和结构的影响, 探讨了钛酸钡-钡铁氧体核-壳粒子在焙烧时的形成过程及其磁性能. 采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)分析仪对钛酸钡-钡铁氧体前驱物核-壳粒子及钛酸钡-钡铁氧体核-壳粒子的形貌和结构进行了表征, 采用振动样品磁强计(VSM)研究了钛酸钡-钡铁氧体核-壳粒子的磁性能. 结果表明: 当沉淀反应温度为100 °C, R为180, BaTiO₃浓度为2.5 g·L^-1时, 金属离子沉淀完全, 得到的钛酸钡-钡铁氧体前驱物核-壳粒子包覆层均匀、完整、光滑, 厚度约为10 nm. 过高的温度和R值都会导致大量独立颗粒杂质的生成; 随着BaTiO₃浓度的增大, 包覆层厚度有减小的趋势. 当焙烧温度为900 °C时, 壳层中开始形成BaFe₁₂O₁₉相, 其形成过程为晶态的α-Fe₂O₃和BaCO₃首先生成中间相BaFe₂O₄, 然后由BaFe₂O₄和α-Fe₂O₃反应得到最终的BaFe₁₂O₁₉. 当焙烧温度为1000 °C时, 壳层完全转化为BaFe₁₂O₁₉相. 随着焙烧温度从900 °C升高到1000 °C, 所得BaTiO₃-BaFe₁₂O₁₉核-壳粒子的饱和磁化强度从16.5 A·m²·kg^-1增加到39.5 A·m²·kg^-1, 矫顽力从340 kA·m^-1略微降低到316 kA·m^-1.     

干酪素存在下丙烯酸丁酯的乳液聚合及聚丙烯酸丁酯/干酪素核壳结构乳腔粒的形成

将丙烯酸丁酯(BA)在干酪素(CA)存在下使用异丁基过氧化氢(TBHP)为引发剂,采用无皂乳液聚合方法,通过接枝聚合制备了直径在150 nm左右具有核壳结构PBA/CA纳米复合微粒.探讨了反应温度、引发剂用量、BA和CA质量比等条件对单体转化率、接枝效率和乳胶粒粒径及其分布的影响,确定了制备此类复合乳胶粒的实验条件并对...     

高雷诺数下的圆柱绕流问题——以蜡烛燃烧为例

本文针对高雷诺数下的圆柱绕流问题,以火焰熄灭为例进行了相关的实验研究.结果表明在一定范围内,火焰熄灭时间与障碍物直径、蜡烛与障碍物之间的距离、蜡烛燃烧速率成正比关系,与气流流速成反比关系.通过分析发现实验数据与理论分析一致,说明了文章的实验方法可行、结论正确,为深入研究圆柱绕流、火焰燃烧问题及二者之间的联系提供了重要支撑.     

Ho3+离子掺杂单颗粒氟化物微米核壳结构的上转换发光特性

构建核壳结构可有效降低材料的表面缺陷及实现掺杂离子的可控区域分布,已成为目前增强及调控材料发光特性的有效手段之一.为此,本文以外延生长技术,构建了一系列NaLnF₄(Ln=Y,Yb,Ho)@NaLnF₄(Ln=Y,Yb)核壳微米结构,并实现了Ho³⁺离子上转换发光的增强及可控调节.借助共聚焦显微光谱测试系统,在980 nm近红外激光激发下,研究Ho³⁺离子在不同单颗粒核壳结构中的上转换发光特性.结果表明,当包覆NaYF₄惰性壳时,NaYF₄:Yb³⁺/Ho³⁺及NaYbF₄:Ho³⁺微米棒的上转换发射强度均得到了明显增强,而NaHoF₄@NaYF₄微米核壳结构的发射强度却没有发生明显的变化.当在其NaYF₄惰性壳中引入Yb³⁺离子时,NaYF₄:Yb³⁺/Ho³⁺,NaYbF₄:Ho³⁺及NaHoF₄微米核壳结构的发射强度及红绿比均再次得到了明显增强.基于对其光谱特性及动力学过程的研究,其发射增强主要由于壳层中的Yb³⁺离子通过能量迁移及传递过程有效地提高Ho³⁺离子激发,进而在双向协同的作用下实现其发光有效增强及色彩调控.由此可见,对于微米晶体而言,构建其不同的核壳结构不仅可实现其发光有效增强,且可根据掺杂离子的不同及其区域分布实现光谱的精准调控,为拓展高效发光特性的微米晶体在防伪、微纳光电器件等领域的应用提供新途径.     

高能表面电弧放电控制圆柱激波实验

采用风洞实验和高速纹影系统研究高能表面电弧等离子体激励控制圆柱激波. 在Ma=2的超声速风洞中, 分别放置了带有10, 15, 20 mm这3个不同高度圆柱的实验模型, 对比分析了不同高度圆柱的初始流场特征, 以及高能表面电弧放电的放电电容、直流源电压和圆柱高度对圆柱脱体激波控制的影响. 实验结果表明, 高能表面电弧等离子体激励诱导的冲击波和热气团与激波产生相互作用, 激波形状改变, 强度削弱. 圆柱高度越高其上方的弓形激波角越大, 在施加等离子体激励后, 弓形激波角减小, 激波强度减弱; 放电电容和直流源电压对激波控制效果的影响均呈正相关关系; 随着圆柱高度的增加, 控制效果减弱、有效控制作用时间缩短.