卟啉衍生物及其高分子材料

卟啉是一类由4个吡咯环通过次甲基相连而形成的共轭大环化合物.卟啉及其衍生物广泛存在于生物体内,参与催化、氧的输运和能量转移等重要生理过程.因其独特的生理功能和物理化学特性,卟啉衍生物及其高分子材料的制备和合成引起了广泛关注.本文介绍了卟啉及其衍生物在生命系统中的功能及其合成方法,回顾了含卟啉的高分子材料和超分子组装体的设计和制备方法,总结了近年来基于卟啉的高分子和超分子功能材料的研究动态.     

铸造奥氏体不锈钢中铁素体与奥氏体位向关系及其对声衰减的影响

研究了铸造奥氏体不锈钢中铁素体与奥氏体位向关系及其对超声散射衰减的影响.利用电子背散射衍射技术表征了两相的晶体取向及其位向关系,基于真实的铁素体形貌建立了二维声传播各向异性模型并利用时域有限差分法进行了计算,分析了不同位向关系、铁素体形貌特征对声衰减系数的影响规律并进行了实验验证.结果表明：铸造奥氏体不锈钢奥氏体晶粒中散布着形状复杂的铁素体,典型铁素体形貌为条状和岛状;铁素体与奥氏体的位向关系以Kurdjumov-Sachs关系为主,少量满足Nishiyama-Wassermann关系.对声传播过程进行计算,发现两相位向关系和铁素体形貌协同作用影响超声波传播,在较高检测频率（15 MHz）下对散射衰减的影响不能忽略.结合“原位”实验对奥氏体<101>柱状晶粒的声衰减影响因素进行了定量分析,发现对于单一铸造奥氏体晶粒,晶粒内部取向不均匀性、奥氏体-铁素体位向关系以及奥氏体晶粒内铁素体形态都是超声散射衰减的主要原因.     

Spin-filter effect and spin-polarized optoelectronic properties in annulene-based molecular spintronic devices

Using Fe, Co or Ni chains as electrodes, we designed several annulene-based molecular spintronic devices and investigated the quantum transport properties based on density functional theory and non-equilibrium Green's function method.Our results show that these devices have outstanding spin-filter capabilities and exhibit giant magnetoresistance effect,and that with Ni chains as electrodes, the device has the best transport properties. Furthermore, we investigated the spinpolarized optoelectronic properties of the device with Ni electrodes and found that the spin-polarized photocurrents can be directly generated by irradiating the device with infrared, visible or ultraviolet light. More importantly, if the magnetization directions of the two electrodes are antiparallel, the photocurrents with different spins are spatially separated, appearing at different electrodes. This phenomenon provides a new way to simultaneously generate two spin currents.     

部分相干幂指数相位涡旋光束的传输特性研究

本文针对部分相干幂指数相位涡旋光束的传输特性开展研究,首先建立了部分相干幂指数相位涡旋光束的传输理论模型;然后,仿真研究了部分相干幂指数相位涡旋光束在自由空间和ABCD光学系统中的传输特性,研究结果表明部分相干幂指数相位涡旋光束在自由空间传输时,拓扑荷数、幂指数和相干长度都对光强的分布有着一定的影响,而随着传播距离的增大光斑的面积逐渐增大;当光束在聚焦系统中传输时,只有拓扑荷数和幂指数的变化会影响光强的分布,而相干长度对光束整体强度的分布没有太大的影响,只影响了光斑的质量.本文研究成果揭示了部分相干幂指数相位涡旋光束的传输特性,为其在光学捕获等领域的应用打下了理论基础,对促进新型光场调控理论及应用研究具有重要的意义.     

基于1stOpt求解光学玻璃折射率温度系数经验公式常量的方法

为了解决ZEMAX软件拟合计算折射率温度系数经验公式常量时,参量回归计算的折射率和折射率温度系数与实验值存在较大偏差的问题,用1stOpt差分进化法求解折射率温度系数经验公式常量.以氟冕D-FK61和特种火石H-TF3A光学玻璃为例,用该方法求解的λtk常量与其通用数值范围0.08~0.33相吻合,参量回归计算的折射率和折射率温度系数与实测值的偏差分别小于1×10~(-5)、2×10~(-7)/℃.该方法作为ZEMAX软件计算光学玻璃折射率温度系数的有效补充,计算的准确性高,可为热补偿光学系统设计提供准确的光学参量保障.     

哈佛大学物理专业拔尖人才培养模式探讨

探讨了哈佛大学物理专业拔尖人才的培养模式,诸如严谨与灵活并重的遴选方式、广度与深度并举的学业方案、宽松与紧致共存的评价体制、合作与竞争同在的集群建设.     

拉盖尔-高斯幂指数相位涡旋光束传输特性

为实现光折射率传感器小结构、高灵敏度的要求,根据表面等离极化激元的透射特性,提出了一种单挡板金属-介质-金属（MIM）波导耦合类云朵腔结构。此结构引用“腔中腔”的理念,在近场耦合作用下,类云朵腔所形成的较宽的连续态与金属挡板所形成的较窄的离散态经过干涉相长相消,可以产生三重不同模式的法诺共振。结合耦合模理论,对三重法诺共振的产生机理进行分析,并运用有限元分析法对此结构进行模拟仿真,定量分析了不同结构参数对折射率传感特性以及优质因子的影响。结果表明,三种共振模式的灵敏度分别为600,800,1083 nm/RIU,优质因子分别为5.08×10⁴、3.56×10⁵和1.17×10³。