MOCVD生长的InN薄膜中In分凝现象

利用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)方法不同生长条件下在c面蓝宝石衬底上制备了InN薄膜,通过不同的物理表征手段研究了InN薄膜的物理性质,结果表明:合适的生长温度可以抑制InN薄膜表面分凝现象。研究认为较低的生长温度使作为N源的NH3分解率较低,In—N的成键可能性小,导致In在表面聚集出现分凝;而较高生长温度时,InN薄膜中In—N键能较小,易发生断裂,反应活性较强的N和H原子逸离薄膜表面,In滞留在薄膜表面也导致In分凝现象的出现。相对于表面分凝的样品,未出现表面分凝的样品的薄膜晶体质量和表面形貌也得到了提高。同时,通过Raman散射谱研究了晶格振动E2声子模的应力效应。     

Interfacial Adhesion between Fatty Acid Collectors and Hydrophilic Surfaces: Implications for Low-Rank Coal Flotation

Fatty acids, which are enriched in vegetable oil, have attracted much attention in low-rank coal flotation because of their unique chemical structure. In this study, density functional theory calculations, molecular dynamics simulations, and atomic force microscopy were employed to investigate the adsorption structure and forces between collectors and hydrophilic surfaces. The results show that fatty acids can be easily adsorbed onto surfaces through hydrogen bonds, and can cover the oxygen sites. The existence of hydration film on hydrophilic surfaces prevented nonpolar molecules from being able to adsorb, while polar fatty acids could adsorb and expel water molecules. The adhesion force between the RCOOH-terminated probe and the surface appeared in the retraction process, which differed significantly from that of the RCH₃-terminated probe, indicating that polar fatty acids are more suitable as flotation collectors for low-rank coal than nonpolar hydrocarbon oil. The simulation and AFM test revealed the mechanisms of polar fatty acids, and can provide guidance for low-rank coal flotation applications.     

Folding Free Energy Determination of an RNA Three-Way Junction Using Fluctuation Theorems

Nonequilibrium work relations and fluctuation theorems permit us to extract equilibrium information from nonequilibrium measurements. They find application in single-molecule pulling experiments where molecular free energies can be determined from irreversible work measurements by using unidirectional (e.g., Jarzynski’s equality) and bidirectional (e.g., Crooks fluctuation theorem and Bennet’s acceptance ratio (BAR)) methods. However, irreversibility and the finite number of pulls limit their applicability: the higher the dissipation, the larger the number of pulls necessary to estimate ΔG within a few kBT. Here, we revisit pulling experiments on an RNA three-way junction (3WJ) that exhibits significant dissipation and work-distribution long tails upon mechanical unfolding. While bidirectional methods are more predictive, unidirectional methods are strongly biased. We also consider a cyclic protocol that combines the forward and reverse work values to increase the statistics of the measurements. For a fixed total experimental time, faster pulling rates permit us to efficiently sample rare events and reduce the bias, compensating for the increased dissipation. This analysis provides a more stringent test of the fluctuation theorem in the large irreversibility regime.     

非稳态油膜力作用下偏角不对中碰摩转子系统振动特性分析

建立了非稳态油膜力、碰摩力作用下,偏角不对中轴系的横向振动模型,将Jeffcott转子模型推广至约束条件下的轴系振动模型,通过引入转子间的位移约束,由Lagrange方程导出了不对中轴系系统的振动方程.仿真研究表明:由于不对中的存在,轴系横向振动是强非线性、非定常、同时含有自激励、参数激励和外激励的三自由度振动系统;由于从动轴与主动轴的不对中,导致了转轴间的运动约束,使轴系横向振动系统比Jeffcott转子动力学模型所描述的振动系统少了一个自由度.随着偏角不对中量、转轴质量比的变化,系统出现周期、概周期、混沌运动特征.不对中轴系处于概周期运动时,呈现出自激振动特征.其结果可为旋转机械故障诊断、轴系对中及设备的安全运行提供更为准确的理论参考.     

非结构子网格压力方法

纯拉氏流体力学计算失败的根源是砂漏运动和虚假涡旋,运用子网格拉氏质量与其相关的子网格密度得到子网格压力,子网格压力产生的扰动隅角力能消除这些虚假运动,以便消除困扰拉氏流体力学算法的网格畸变带来的数值计算困难.将包括子网格压力的相容流体算法推广到非结构网格,研制包括非结构子网格压力的相容流体程序,对Saltzman活塞问题进行数值模拟,从数值结果分析可知,非结构子网格压力方法能抑制虚假涡旋,消除砂漏畸变.     

离散颗粒层被横向推移过程中的力学行为研究

研究发现,颗粒物质层被匀速推移挤压过程中,所需推移力先以线性规律增加,在某一确定点后,则会以指数规律增加.而颗粒物质是由众多离散颗粒组成的软凝聚态物质,其宏观上反映的是离散颗粒的个体性质和凝聚态物质的集体效应.颗粒与颗粒之间以及颗粒与边界之间的细观尺度接触力链的构成以及演变规律将会直接影响各种宏观受力情况,其摩擦力与挤压力便是力链的主要构成形式.围绕着定量描述细观力链特征,从而揭示力的变化规律这一目标,采用计算机模拟的方法,依照球形颗粒Hertz法向接触理论和Mindlin-Deresiewicz切向接触理论,对重力作用下不同数目的三维等径球体颗粒层的推移情况进行了离散元仿真模拟,量化分析了推移力变化规律、各摩擦力变化规律以及力链分布规律,发现摩擦力与挤压力在颗粒堆积的不同阶段对力链的构成起到了不同的主次作用,使得力链发生强弱演变,从而发现了推移颗粒物质层时推移力的变化规律及原因.这些结果有利于从力链角度揭示颗粒内部和颗粒与各边界之间的受力情况.     

微平面接触分离中弯月面力的计算

微平面间黏着力对微机电系统(MEMS)非常重要,常是决定其能量损耗乃至寿命长短的最主要因素.MEMS中的黏着力主要来源之一就是介于两互相接触平面间的弯月面力.弯月面力主要取决于相互接触的两平面间形成的弯月面形状.本文通过分析两微小平面在分离过程中弯月面形状的变化,得到在不同表面亲水/疏水性能、初始液面高度、分离距离等条件下的弯月面形状,计算得出在不同初始条件下断裂高度和弯月面力的数值以及随之变化的规律,为MEMS的性能分析和寿命计算提供依据。     

液体表面张力系数测定实验的几点分析

用拉脱法测定水的表面张力系数实验中，用焦利氏秤测定（Ｆ—Ｗ）时，确定焦利氏秤标尺读数Ｌ１、Ｌ２的位置有两种方法。本文旨在详细分析这两种方法隐含的实验条件和对实验结果的影响．并进行比较，得出结论。     

光滑粒子流体动力学方法固壁处理的一种新型排斥力模型

与传统网格法相比, 光滑粒子流体动力学方法不能直接施加壁面边界条件, 这就限制了该方法在工程中的应用.为此, 本文基于Galerkin加权余量法并结合传统排斥力方法, 推导出一种新的排斥力公式来施加壁面边界条件.该方法不含未知参数, 能在不减小边界粒子尺寸的情形下有效地防止流体粒子穿透壁面, 同时可避免邻近边界的流体粒子的速度及压力振荡. 分别通过静止液柱算例、液柱坍塌算例、容器中液体静止算例及溃坝算 例来验证本文方法的有效性, 并与传统边界处理方法进行对比, 结果表明: 本文方法克服了传统方法存在的缺陷, 是一种有效的固壁边界处理方法. 关键词： 光滑粒子流体动力学法 固壁边界 排斥力 加权余量法     

O2分子激发态a1Δg和b1Σ+g态的分析势能函数

以aug-cc-pVQZ,cc-pV5Z,6-311++g（d,p）和6-311++g（3df,3pd）等为基函数,采用多组态相互作用（MRCI）方法对O₂分子最低的两个激发态¹Δ_g和¹Σ⁺_g的平衡结构、谐振频率和势能曲线进行了计算.并选用Murrell-Sorbie势能函数对曲线进行拟合,利用拟合的参数值计算出了力常数和光谱数据.结果表明计算值与实验值符合较好. 关键词： MRCI 势能函数 力常数 光谱数据