限域量子态调控研究

电子、激子和声子等量子态在固体中的行为早已被人们所熟知. 然而,当体系的尺寸只有纳米量级的时候,已有的固体理论常常不能适用,需要新的低维物理理论的建立. 我们系统研究了低维体系限域量子态（包括电子、激子和声子）的行为对环境、应力、压力及光的响应和性质的调控. 较早认识到低维体系之显著的表面-体积比对量子态性质调控之有效性,系统地揭示了低维体系的一系列由表面和应力决定的新颖性质,证明了低维体系的表面和应力效应同量子限域效应同等重要. 本文概况了如下五个方面的结果：（1）一种使用应力效应调控电子能带结构的方法和（2）一种使用表面效应调控电子能带结构的方法（这两个方法都可将低维体系能带从间接能隙调控至直接能隙能带结构）;（3）一种低维体系表面掺杂方法,该方法将在低维体系掺杂中取代传统方法;（4）量子点表面诱导的光致异构现象;（5）基于表面自催化半导体低维结构的形成机理. 希望我们的研究工作有助于促进低维体系在光电子、纳电子、环境、能源、生物和医学等领域的应用.     

羟基对界面水分子的扰动与其对非离子型氢氟烃杂化表面活性剂聚集行为的改变

本文合成并比较了具有和不具有羟基的两种非离子型氢氟烃杂化表面活性剂,它们均表现出良好的热稳定性和优异的表面活性. 实验观察到羟基对改变其溶液的表面张力和所形成胶束的形态具有较大的影响. 该作用可归因于烷烃基团从空气/水表面上方到其下方的重排以及由羟基诱导的界面水结构的扰动. 本工作提供了一种通过修改界面处的取向结构来弱化碳氢链和碳氟链之间的不混溶性,从而利于设计具有不同界面性质表面活性剂的策略.     

埋层界面和空气表面和频光谱信号贡献的调控

本文研究表明通过膜厚控制和表面等离激元增强方法可有效区分隐藏界面和空气表面的和频振动光谱信号. 以氟化钙基底支撑的PMMA薄膜为模型,观察到隐藏界面和空气表面对和频信号贡献的变化. 通过监控羰基和甲基伸缩振动基团,发现薄PMMA膜的和频信号来自PMMA/空气表面的化学基团-CH₂、-CH₃、-OCH₃和C=O,而厚PMMA膜的和频信号则来自基底/PMMA埋层界面的-OCH₃和C=O基团. 随制膜浓度增大,埋层界面C=O基团的取向角从65°下降到43°,且浓度大于或等于0.5 wt%时,取向角等于45°±2°. 相比之下,空气表面C=O的取向角落在21°∽38°之间. 在金纳米棒存在条件下,表面等离激元可以极大地增强和频信号,尤其是来自埋层界面信号.     

电枢参数对电枢超导型高温超导电机性能的影响

高温超导材料存在背景磁场依赖性和各向异性的问题,针对超导感应电机采用双层绕组结构,提出了双重镜像法建立开口矩形槽内漏磁场垂直方向和水平方向的解析模型,利用该模型研究了超导线圈在传输不同电流情况下磁场分布规律,揭示了开口矩形槽电磁结构参数对槽内超导线圈所受表面磁场的影响规律。研究结果表明,适当增大槽宽尺寸可以有效降低超导线圈表面所受最大磁场,传输电流和线圈匝数均能够近乎线性增大超导线圈表面所受最大磁场。     

Na原子链表面等离激元特性的含时密度泛函研究

本文用含时密度泛函理论研究了线性Na原子链的表面等离激元机理.主要在原子尺度下模拟计算了体系随着原子数增加及原子间距变化的集体激发过程.研究发现线性原子链有一个普遍的特性——存在一个纵模和两个横模.两个横模一般在实验上很难被观测到.纵模随着原子链长度增加,能量红移的同时,该纵模主峰的强度呈线性增长.随着原子个数的增加,端点模式(TE)开始蓝移,能量和偶极强度都逐渐趋向饱和.横模能量被劈裂的原因概括如下:(一)每个位置的电子受到的势不同,在两端的电子受到的势要比在中间的电子受到的势要高,因此两端的电荷积累也比中间多;(二)端点存在悬挂键,所以中间的电子-电子间相互作用与端点的不一样,这两方面又都与原子间距d有关.     

组装L-B膜光学二次谐波的实验研究

一种分子形成的多层L-B膜由于相邻层的分子取向相反而使非线性极化抵消,总的X~(2)=0.本文用光学二次谐波方法确定了带有不同极性基团的L-B单分子层的有效非线性系数的大小和符号,对有效非线性系数符号相反的两种单分子层交替组装,使相邻单分子层的非线性极化相互叠加,得到了具有较大二阶非线性系数的组装L-B膜.     

等离子喷涂陶瓷涂层的声学显微象

木文应用了声学显微镜分析了等离子喷涂陶瓷涂层(Metco 136F,Metco 80NS,国产Al_2O_3)于磨削加工和摩擦试验后的表面及内部结构特征。结果表明,声学显微镜能无破坏地观察材料内部的紧密度、空穴、变形、缺陷、裂纹等,反映了材料的力学象。这是传统的光学显微镜、扫描电子显微镜无法相比的。声学显微镜与光学显微镜、扫描电子显微镜配合,必将使材料科学的研究进入一个新的时代。     

双甘氨肽与高定向热解石墨的散射动力学研究

本文通过反应力场来研究中性双甘氨肽与高取向热解石墨的碰撞动力学过程,分别模拟初始入射角度为0o、20o、45o和70o以及入射能量为481.5 kJ/mol和表面温度为677 K的情况,并且确定和分析了散射产物的角度分布、平动能分布、内能分布和表面滞留时间分布. 双甘氨肽是一种多原子分子,具有较多的低频振动模式和较强的表面吸附相互作用,这些使得碰撞过程的表面滞留时间较长和容易造成能量损失,尤其是表面法线方向. 由于碰撞分子的动量沿表面法线方向上明显地发生损失,而沿表面平行方向上的动量则会大部分保留,因此,其散射角通常会呈现出超镜面反射分布,并且末态的平动能要远小于所谓硬立方模型的预测值. 本文加深了多肽分子与高取向热解石墨碰撞及其能量转移过程的认识和理解,有助于设计在稀薄大气中收集这类大分子的中性气体浓缩器.     

土壤内水分流动及温度分布计算——耦合型模型

本文目的在于发展一个计算土壤内水分输送及能量交換的物理模型——耦合型模型,驱动该模型的大气条件是由实测而得的,引用对蒸发的土壤表面阻抗关联了在大气中水汽通量与从地表的蒸发,由于这种阻抗引入,计算模拟的结果与实测值达到了较好的吻合。     

医用超声治疗机换能器表面辐射声动率的声光法测量

声光法测量声功率,是利用平面波超声在透明液体中对光波产生的衍射效应来测量的一种方法.它能测量紧贴换能器表面的辐射功率,并且对声场没有影响.适宜于测量医用超声治疗机换能器的表面辐射功率.此文叙述了实验方法,给出了实验结果,并把结果列成表,以便查阅.结论表明,此法测量简便,精度较高.