非线性光学晶体能对常见波段的激光进行频率转换，从而获得宽波段、可调谐的激光光源．此类光电功能材料在军事和民用领域具有重要的战略价值和应用价值．经过30多年的发展，应用于可见光及邻近波段的非线性光学晶体技术已经基本成熟，但深紫外和中远红外波段的非线性光学晶体技术的发展仍存在诸多不足，还需要在这些波段进行新型优质的非线性光...
介绍了近年来低成本Cu2O／ZnO氧化物异质结太阳电池方面的研究进展．应用于光伏器件的吸收层材料Cu2O是直接带隙半导体材料，天然呈现P型；其原材料丰富，且对环境友好．Cu2O／ZnO异质结太阳电池结构主要有平面结构和纳米线／纳米棒结构．纳米结构的Cu20太阳电池提高了器件的电荷收集作用：通过热氧化Cu片技术获得的具有大晶粒尺寸平面结构Cu2O...
石墨烯作为一种单层碳原子二维材料，在可见光和近红外波段吸收率只有2．3％左右，这限制了石墨烯在光电探测、光电调制等领域的应用．本文基于纳米超材料结构的磁激元共振效应，设计了一种金属-绝缘层-金属-石墨烯混合二维浅光栅结构，通过设计混合二维浅光栅结构尺寸来改变石墨烯化学势，实现了石墨烯在近红外波段的吸收增强和调制．利用有限...
提出了一种基于石墨烯带的太赫兹波段的1bit编码超构材料，可以实现太赫兹波束的数目、频率、幅度等参数多功能动态调控．该结构由金属薄膜、聚酰亚胺、硅、二氧化硅、石墨烯带组成．通过对石墨烯带施加两种不同的电压，可以实现一定频率范围内相位差接近180°的“0”和“1”数字编码单元，进而构成1bit动态可控的编码超构材料．全波仿真结果表明...
研究各向异性表面张力对定向凝固中共晶生长形态稳定性的影响．应用多重变量展开法导出了共晶界面表达式和扰动振幅的变化率满足的色散关系．结果表明，共晶生长系统有两种整体不稳定性机理：由非震荡导致的“交换稳定性”机理和由震荡导致的“整体波动不稳定性”机理．震荡有四种典型模式，即：反对称-反对称（AA-），对称-反对称（SA-）、反对...
单分子荧光共振能量转移（smFRET）和磁镊（MT）技术目前广泛应用于研究分子马达．相较于常规技术，其具有高精度及动态观测的优点．本文研究对象为T7解旋酶，是六聚体解旋酶的典型代表．研究表明，这种解旋酶主要消耗脱氧胸苷三磷酸fdTTP）提供能量，且仅能沿着5′-3′单向进行行走和解旋工作．目前对于六聚体解旋酶的解旋和换链机制的认知仍然...
以齐聚苯乙炔分子为研究对象，采用密度泛函理论与非平衡格林函数相结合的第一性原理方法，对基于石墨烯电极的齐聚苯乙炔分子器件整流特性进行了研究，系统地分析了官能团对分子器件整流特性的影响．通过研究发现，官能团对齐聚苯乙炔分子器件整流特性影响显著，当添加失电子官能团氨基（NH2）时出现正向整流，添加得电子官能团硝基（NO2）时出...
以等离子增强化学气相沉积法制备的石墨烯作为导电沟道材料，将其与无机CsPbI3钙钛矿量子点结合，设计并制备了石墨烯一钙钛矿量子点场效应晶体管光电探测器．研究和分析了石墨烯作为场效应晶体管的电学特性及其与钙钛矿量子点结合作为光电探测器的光电特性．结果表明，石墨烯在场效应晶体管中表现出良好的电学性质，其与钙钛矿量子点的结合对波...
运动想象模式识别率的提高对脑机接口（BCI）技术的应用具有重要意义，本文采用自适应无参经验小波变换（APEWT）和选择集成分类模型相结合的方法提高脑电（EEG）信号的分类识别准确率．首先，通过APEwT将EEG信号分解成不同的模态；然后，使用最优模态重构后的信号计算其能量谱（ES）特征，使用最优模态分量计算其边际谱（MS）特征；最后，将不...
应用推广的tanh函数展开法，给出了Korteweg-de Vries方程具有准孤立子行为的两组孤子-椭圆周期波解，其中一组为新解．推导了均匀磁化等离子体中描述离子声波动力学行为的Korteweg-de Vries方程，发现电子分布、离子电子温度比、磁场大小、磁场方向对离子声准孤立子的波形具有显著影响．
现代声呐、水下制导等水声探测系统常常使用窄带脉冲、调制、编码、伪随机等种类繁多的发射信号波形来满足低信噪比检测、高分辨估计、抗干扰、主动隐蔽探测的应用需求．针对这一情况，本文研究了任意信号的长时间积累问题，给出了一种任意复包络信号的匀速运动目标回波脉问补偿及相干积累检测方法．通过构建任意发射信号波形的广义模糊函数，将...
采用几何量子失协的计算方法，通过改变两原子初始状态、腔内光子数和偶极一偶极相互作用强度，研究了Tavis—Cummings模型中的几何量子失协特性．结果表明：几何量子失协都是随时间周期性振荡的，选取适当的初态可以使两原子一直保持失协状态，增加腔内光子数和偶极相互作用对几何量子失协有积极的影响．
利用准二维Gross-Pitaevskii方程，研究了在梯度磁场中具有自旋-轨道耦合的旋转两分量玻色．爱因斯坦凝聚体的基态结构．探索了自旋．轨道耦合作用和梯度磁场对基态的影响．结果发现，在梯度磁场下，随着自旋-轨道耦合强度增大，基态结构由skyrmion格子逐渐过渡为skyrmion列．对于勇马自旋-轨道耦合和小旋转频率情况，增大磁场梯度强度可导致基...
本文旨在揭示非光滑Filippov系统中由频域上不同尺度耦合导致的簇发振荡行为及其产生机理．以经典的周期激励Duffing振子为例，通过引入对状态变量的分段控制及适当选取参数，使得激励频率与系统固有频率之间存在量级差距，建立了频域两尺度耦合的Filippov系统．当激励频率远小于系统的固有频率时，可以将整个激励项视为慢变参数或慢变子系统，...
忆阻器是一种具有记忆功能和纳米级尺寸的非线性元件，作为混沌系统的非线性部分，能够提高混沌系统的信号随机性和复杂度．本文基于增广Lu系统设计了一个三维忆阻混沌系统．仅仅通过改变系统的一个参数，该系统能产生单涡卷、双涡卷和四涡眷的混沌吸引子，说明该系统具有丰富的混沌特性．首先对该忆阻混沌系统的基本动力学行为进行了理论分析和...
利用密度泛函理论的B3LYP方法，在LANL2DZ水平上对碳基混合团簇InCn^＋（n=1-10）进行了系统研究，得到了这个团簇体系的最稳定几何构型以及基态结构的电子态、最低振动频率、总能量、自旋污染期望值、偶极距、转动常数等．计算结果显示：团簇的最稳定结构是In原子位于碳链末端的直线型构型；n为偶数的基态是三重态，除InC^＋外，n为奇数的基态...
在光致漂移效应的研究中，激发光线宽会改变原子激发的速度选择性，进而影响漂移速率的大小．本文以原子光致漂移速率方程理论为基础，利用强碰撞模型描述原子与缓冲气体的碰撞作用，运用数值方法对速率方程进行求解计算，研究了激发光线宽对原子漂移速率的影响．研究结果表明，其他条件相同时，随着线宽的增大，漂移速率的值呈现先增大后减小的...
分别利用连续扭曲波方法和初态程函近似一连续扭曲波方法对质子碰撞电离氖原子1s，2s，2p壳层后随电离电子能量变化的单重微分散射截面（SDCS）和二重微分散射截面（DDCS）及总截面进行了计算，所得结果与部分实验数据符合得很好．详细探讨了各壳层SDCS和DDCS的细致结构以及质子碰撞的电离机制．结果表明，对于氖原子2p壳层，随着入射质子能量的...
囚禁于阱中的粒子（原子或分子）可获得更长的相互作用时间，因而在精密测量中可获得更高的分辨率．阱中的粒子与外界隔离，从而可以被冷却到更低的温度．因此原子（或分子）阱已广泛应用到许多研究领域．然而中心电场强度为零的势阱会导致粒子发生非绝热跃迁，这是原子或分子损失的主要来源．该损失曾是制备原子玻色一爱因斯坦凝聚的最后一道障...
携带轨道角动量的汉克-贝塞尔（Hankel—Bessel，HB）光束具有无衍射和自聚焦特性，用来作为信息传输的载体有望增大信息传输容量．基于Rytov近似理论，推导得到了HB涡旋光束经过海洋水平弱湍流信道后的螺旋相位谱的解析表达式，并利用数值仿真方法研究了海洋湍流参数对轨道角动量模式探测概率的影响．结果表明，海洋湍流导致发射轨道角动量模式...
利用激光对目标微弱振动进行探测有利于获得明显的微多普勒效应，这为精确估计目标微动特征参数，实现对目标的分类和精细识别提供了可能．但对于多散射点或多目标激光探测，信号为单通道多分量微动混合的形式，而且补偿目标主体运动后，数值上相近的微动参数还会导致信号在时频域存在严重的交叠．为从这类混合信号中精确估计各分量的微动参数，...
考虑孔隙流体中含有少量气泡，且气泡在声波作用下线性振动，研究声波在这种孔隙介质中的传播特性．本文先由流体质量守恒方程和孔隙度微分与流体压力微分的关系推导出了含有气泡形式的渗流连续性方程；在处理渗流连续性方程中的气体体积分数时间导数时，应用Commander气泡线性振动理论导出气体体积分数时间导数与流体压强时间导数的关系，进而...
旋转工作的机械零部件和机械设备的润滑系统工作过程中普遍存在着油滴和油膜的碰撞行为，这一行为易引起气泡夹带现象．气泡将对油滴撞击油膜时的运动过程和附壁油膜层的形成质量造成不可忽视的影响．基于耦合的水平集一体积分数方法，对油滴撞击含气泡油膜的行为进行数值模拟研究，考察油膜层内气泡的变形运动过程，分析气泡大小和位置等因素对...
基于润滑理论，采用滑移边界条件建立了二维液滴厚度的演化模型和移动接触线动力学模型，利用数值计算方法模拟了均匀加热基底上固着液滴蒸发时的动力学特性，分析了液-气、固-气和液-固界面张力温度敏感性对壁面润湿性和液滴动态特性的影响．结果表明，液滴的运动过程受毛细力、重力、热毛细力和蒸发的影响，重力对液滴铺展起促进作用，而毛细...
光催化材料在解决能源短缺和环境污染等问题方面具有广泛的应用前景，本文通过构建BiOI纳米薄膜并将其与石墨烯复合起来，得到具有较高的比表面积和良好的光催化活性的纳米复合物光催化材料．采用基于密度泛函理论的第一性原理方法分别计算了单层和双层BiOI纳米片及其与石墨烯复合结构的电子结构和光学性质，并考虑了BiOI中的Bi，O，I三种空位缺...
采用基于第一性原理的赝势平面波方法，研究了ABO3钙钛矿复合氧化物BaTi03中A位离子被Bi原子取代后对其构型、电子及能带结构的影响．计算结果表明，Bi取代Ba之后会降低BaTiO3的对称性，空间点群随着取代量的变化而变化，结合能逐渐降低．通过能带结构的计算发现BixBa1-xTiO3为直接带隙型半导体．Bi的取代可调节BixBa1-xTiO3的禁带宽度，从x=0．...
用密度泛函理论的第一性原理计算程序VASP在广义布洛赫条件下计算了Co／h-BN反方向的自旋螺旋能量与波矢的色散关系E（q）与E（-q）．E（q）与E（-q）能量之差反映了Co／h-BN界面上下层之间空间反演对称性破缺引起的Dzyaloshinsky-Moriya相互作用（DMI）的大小．通过海森伯作用（HBI）模型与DMI模型拟合计算值，得到Co原子间各近邻的HBI参数J1－...
应用含自洽格点在位库仑作用的Kane—Mele模型，研究锯齿型石墨烯纳米窄带平面内横向电场对边界带能带结构和量子自旋霍尔（QSH）体系的影响．研究结果显示，当电场强度较弱时，外加电场的方向可以调控自旋向下的两个边界带一起朝不同方向移动，导致波矢q=0．5处自旋向下的两个纯边界态的能量简并劈裂方向可由电场调控；当电场强度进一步增强到...
利用氧化钽缓冲层对垂直各向异性钻铂多层膜磁性的影响，构想并验证了一种四态存储器单元．存储器器件包含两个区域，其中一区域的钴铂多层膜[Pt（3nm）／Co（0．47nm）／Pt（1．5nm）]直接生长在热氧化硅衬底上，另一个区域在磁性膜和衬底之间沉积了一层氧化钽作为缓冲层[TaOx（0．3nm）／Pt（3nm）／Co（0．47nm）／Pt（1．5nm）]，缓冲层导致...
利用液相外延工艺在钆镓石榴石衬底上制得了单晶（BiTm）3（GaFe）5O12膜、研究了晶格失配应力对其磁畴结构的影响．研究发现，生长速率越快，膜的晶格常数越大；晶格失配应力可以在一定范围内调整膜的垂直各向异性；随着晶格失配应力由较大张应力逐渐转变为较大压应力，磁畴形状先由磁泡畴转变成迷宫畴，然后转变为过渡态部分弯曲的条状畴，最...
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