寻找具有拓扑序的新物质态是目前一个非常活跃和令人激动的研究领域.与拓扑绝缘体类似,在超导体中也存在着拓扑非平庸的超导态,它与传统的超导体在拓扑性上是不等价的,这种具有非平庸拓扑序的超导体被称为拓扑超导体.拓扑超导体在体内具有非零的超导能隙,而在表面有无能隙的表面态.理论预言在拓扑超导体中能够实现具有非Abelian统计特性的Majora...
高能粒子辐照在材料内部产生大量的辐照缺陷,如间隙原子、空位、位错环、空洞和气泡等.大量辐照缺陷的形成和演化引起材料微观结构的失稳并造成严重的辐照硬化和脆化.界面工程是一种调控材料抗辐照性能的有效方法.通过引入高密度的晶界、相界、自由表面等来增加空位和间隙原子的复合概率,能有效降低辐照缺陷的积聚,提高材料的结构稳定性,消除或...
实际安全性是目前量子密钥分发系统中最大的挑战.在实际实现中,接收单元的单光子探测器在雪崩过程的二次光子发射(反向荧光)会导致信息泄露.目前,已有研究表明该反向荧光会泄露时间和偏振信息并且窃听行为不会在通信过程中产生额外误码率,在自由空间量子密钥分发系统中提出了利用反向荧光获取偏振信息的攻击方案,但是在光纤量子密钥分发系统中暂...
本文建立了考虑两种动力学起源的连续时间随机行走模型,特别是在模型中明确区分了对流和扩散两种因素对粒子输运过程的影响.通过改变各因素的相对权重,描述了从正常输运到反常输运的过渡,并建立了相应的输运方程.该模型成功描述了复杂孔隙介质中溶质输运过程随着Péclet数的变化而经历的定性改变.
将含绝对值项的磁控忆阻器引入改进型蔡氏电路,构建新型磁控忆阻混沌电路,通过分岔图与Lyapunov指数谱创新性地观察到系统的对称分岔行为,揭示系统双参数平面内运动状态分布的对称性.同时,基于忆阻电路参数-初值平面的系统运动分布图,分析对称吸引域内系统的多稳态特性,相图的绘制进一步证明电路多稳态现象的存在性.此外,应用现场可编程逻辑门阵...
本文采用对数函数序列构造了一个新Chua多涡卷混沌系统,分析了该系统的非线性动力学行为,主要包括对称性、不变性、平衡点、最大李雅普诺夫指数等.然后,设计递归反步控制器控制Chua多涡卷混沌系统中的混沌行为.最后,利用Chua多涡卷混沌系统检测了多频微弱周期信号.结果表明,对数函数序列与新于产生涡卷,指标1的鞍焦平衡点用于连接涡卷.递归反步...
提出了一种基于交替起振的光电振荡器的大量程、高精度绝对距离测量方法.此方法构建了两个光电振荡环路,分别为测量环和参考环.通过切换光开关实现测量/参考光电振荡器的交替起振;通过切换微波开关实现光电振荡器高阶/低阶振荡模式的转换;通过频率计依次记录测量/参考光电振荡器的高阶/低阶振荡频率,然后计算测量/参考光电振荡器的腔长进一步得...
磁屏蔽在磁场敏感的装置如原子钟、原子干涉仪等精密设备中发挥重要的作用,在变化外磁场下的某个磁屏蔽内部剩余磁场,可以通过Jiles-Atherton磁滞模型和磁屏蔽系数计算得出,根据计算结果可以进行主动补偿来抵消内部磁场的改变.然而实际应用中磁滞模型中五个与磁屏蔽相关的参数以及磁场衰减的两个参数的准确值的获得是比较困难的,通常根据实测磁...
英国散裂中子源(ISIS)在工程材料中子衍射领域有着十余年丰富的研究经验,最为典型的衍射谱仪之一的Engin-X在材料、加工等方向有着广泛应用,包括残余应力分布测量、金属相变分析、微观力学研究等.位实验中高温炉最高设计温度可达1100℃.通过优化高温炉反射罩形状、布局、反射涂层,以及合理设置反射挡板等措施(例如采用一种椭圆-圆组合形状的反射...
本文运用分子动力学模拟了在应变幅比为R=1的循环载荷条件下,扩散焊纳米铜/铝双层薄膜内部孔洞形核、生长以及闭合的演化机理.研究发现,在循环载荷条件下,孔洞主要在铜/铝双层膜的铝侧内部形核,且有孔洞Ⅰ和孔洞Ⅱ两种演化方式.孔洞Ⅰ在铜-铝相互扩散形成双层膜时在因柯肯达尔效应所产生出的空隙缺陷位置处形核,这种形核方式下,空隙缺陷形成空位...
本文利用代数动力学方法研究了一类Rosen-Zener模型及其多能级推广系统的精确解.不同于以往将二能级系统薛定谔方程转化为超几何方程的方法,本文证明这类特殊的Rosen-Zener模型可以通过引入正则变换或规范变换予以解析求解,并进一步揭示该方法可以推广求解其多能级系统.在此基础上详细刻画了随时间演化系统各能级间的跃迁几率,讨论了这类体系所...
传统的离轴反射光学系统初始结构设计方法是先求取轴对称反射光学系统结构,然后通过光瞳离轴、视场离轴或二者结合的方法实现无遮拦设计.由于同轴光学系统像差分布规律不适用于离轴光学系统,因此离轴后的反射光学系统结构像差较大,而且系统无遮拦设计过程复杂.本文提出了一种基于矢量像差理论的离轴反射光学系统初始结构设计方法,可以直接获取光...
表面增强拉曼散射(surface enhanced Raman spectroscopy,SERS)作为一种超灵敏的无标签分析技术,在分子检测领域得到了广泛的研究及发展,而增强机理的探究及灵敏度、均匀性、稳定性等性能的提升一直是研究人员面临的重要挑战.本文通过梳理SERS机理的国内外研究进展,综述了单一金属基底、二硫化钼硫化钼复合基底制备方法的优缺点;概述了二硫化钼...
提出了一种基于载波抑制单边带调制的微波光子本振倍频上转换方法.通过将本振信号加载在马赫-曾德尔调制器上产生±1阶本振边带,利用光纤光栅进行边带分离,将1阶本振边带作为载波输入双平行马赫-曾德尔调制器进行二次调制.中频信号通过90°电桥加载在双平行马赫-曾德尔调制器上,并使其工作在载波抑制单边带调制状态.最后将输出的中频单边带调制信...
本文提出了一种全新的相位屏生成方法,结合了经典快速傅里叶变换(FFT)模型与稀疏谱模型.经典的FFT模型由于低频成分的严重缺失,限制了其在高精度相位屏生成方面的应用,为此,本文将相位屏的低频部分单独提取出来,应用稀疏谱模型生成相应的低频补偿屏,将二者相加后得到最终的精确相位屏.结果表明,补偿屏的模拟精度与低频采样点的分布有关,且存在一...
本文利用钛蓝宝石飞秒激光器抽运自制的掺镱微结构光纤,对微结构光纤中的非线性效应及超连续谱产生机理进行了实验研究.研究发现,当抽运光偏离Yb^3+吸收最高峰85 nm时,仍具有较高的发光效率.在飞秒脉冲抽运下,位于反常色散区的发射光首先被位于正常色散区的抽运光激发、放大并俘获,然后演化为超短脉冲,随后在微结构光纤中产生非线性效应.微结构...
本文从泡群中气泡动力学方程出发,对泡壁运动方程进行线性约化,得到球状泡群中气泡谐振频率的表达式,并给出了泡群中气泡谐振频率与单泡Minnaert频率的修正系数.讨论了泡群中气泡初始半径、气泡数量、气泡之间距离对谐振频率的影响.研究结果表明:考虑到气泡的相互作用后,球状泡群中气泡的谐振频率明显小于单泡的Minnaert频率.随着泡群中气泡数量...
针对低频噪声的隔离问题,设计了一种基于压电材料的可调控薄膜声学超材料,该材料由压电质量块嵌入弹性薄膜制成.建立了材料的有限元分析模型,并且计算了材料的各阶特征频率与20 1200 Hz频段的传输损失曲线,并通过实验验证了有限元计算的真实性.计算结果表明:此声学超材料在20 1200 Hz频段内隔声性能良好,存在两个50 dB以上的隔声峰与一个可调式...
海洋混响对主动声纳工作性能的影响不可忽略,一直是水声学研究中的一个重要课题.在南海实验中获取了深海混响实验数据,包含近海底大接收深度的混响信号,其强度随时间变化存在锯齿形结构.为对混响数据进行深入分析,基于射线理论提出了一种深海海底混响模型,能够计算本地混响和异地混响强度,并可解释深海混响信号的产生过程.该模型首先对海底散射...
浅海波导中,低频宽带声场中干涉简正模特性可用于声源定位和环境参数反演,然而实际应用中由于存在声源位置不确知、某些简正模激发较弱、模型参数选取失配等因素的制约,导致干涉简正模阶数的判别存在问题.结合水平线列阵应用,根据阵列接收信号中干涉简正模成分的波束输出角度与距离无关但与干涉简正模阶数和频率相关的波导固有频散特性,提出了一...
深海声场垂直相关特性对提高垂直阵阵列增益和水下目标探测性能具有重要意义.基于2014年南中国海实验大跨度垂直阵接收的声信号,分析了深海直达区、影区和会聚区等不同距离下的大深度声场垂直相关特性,并使用射线理论解释了深海垂直相关随空间变化机理.在直达声区内,声场垂直相关半径几乎可以覆盖整个水深,且随着深度增加,直达声和海面反射声到...
应用基于局部本构理论的连续数值模拟方法,研究出口在底部和侧面的颗粒物在类三维矩形容器内的卸载现象.重点是容器厚度W和出口高度D对颗粒物压强与速度的影响.受力分析和数值模拟结果均表明,距离出口较近区域的颗粒物压强与W及D呈现如下相关性:当D/W足够小时,压强只与D相关;当D/W足够大时,压强只与W相关.且出口在底部和侧面时均有上述结果.模拟...
自驱动粒子在靠近边界尤其是平面上障碍物的边界时,会展现出奇特的运动行为.本文通过实验研究了固定于平面上的微米级障碍物的几何效应(包括大小和形状)对双氧水驱动的Janus微球运动行为的影响.实验结果表明,当障碍物尺寸超过临界值后,自驱动的Janus微球会被其“捕获”并沿着其边界定向运动.自驱动粒子在障碍物边界的停留时间及运动速率随着双氧...
采用第一性原理的方法计算了Zr,Nb,V固溶于α-Fe(C)后形成晶胞的体积变化率、晶胞总能、结合能、态密度、电荷布居数及力学性能,并由此研究了Zr,Nb,V与α-Fe(C)的微观作用机理.结果表明,V优先置换α-Fe(C)晶胞中顶角位置的Fe原子,而Zr,Nb优先置换α-Fe(C)晶胞中体心位置的Fe原子.Zr,Nb降低了铁素体的稳定性,Zr比Nb更难固溶于α-Fe(C).V固溶后增加了晶...
采用第一性原理的赝势平面波方法系统地研究了Li2NH的电子结构、晶格动力学和热力学性质.计算得到的晶格常数与先前的理论和实验结果符合得很好.运用线性响应理论计算了整个布里渊区高对称方向上的声子色散曲线和相应的声子态密度,发现Li2NH(Pnma)声子色散曲线没有虚频,动力学性能相对最稳定,计算结果和先前实验及理论数据符合得很好.最后,利用...
Fe基合金薄带的磁性能对应力敏感,特别是退火过程应力感生磁各向异性是否可以用回火方法消除,是一个令人感兴趣的科学问题.本文采用同步辐射X射线衍射技术,观测Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶薄带经外加394.7 MPa应力540℃保温30 min退火后,进行多次等温回火样品的微观结构,用SupereyesB011型显微摄像机记录样品应力退火和回火过程的宏观伸长量,并利...
在铽镓石榴石(TGG)晶体中掺杂Pr^3+离子能够有效提升材料的磁光性能,但目前缺乏系统的理论计算阐明此问题.本文根据量子理论,分析了掺杂Pr^3+离子的影响机理并进行了定量计算.根据微扰理论解算久期方程,得到自旋-轨道耦合、晶场、有效场及离子之间的超交换作用下,Tb^3+,Pr^3+离子的能级位移及波函数;进一步解算出Tb^3+,Pr^3+离子自基态4f至5d的...
为了增强单层石墨烯在可见光和近红外波段的吸收效率并实现多通道光吸收.本文利用石墨烯-金属光栅-介质层-金属衬底混合结构在λ1=0.553μm、λ2=0.769μm、λ3=1.130μm三通道上提高了石墨烯吸收效率,石墨烯吸收效率最高可达41%.对3个光吸收增强通道的磁场分布分析可得它们分别源于表面等离子体激元共振、法布里-帕罗干涉腔共振、磁激元共振.经过模拟...
掺杂是锂离子电池电极材料优化改性的一种有效的方法.稀土元素因其具有高的电子电荷、大的离子半径以及强的自极化能力,成为掺杂改性的重要选择.本文利用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了稀土元素(La,Ce,Pr,Sm)掺杂的锂离子电池正极材料Li2MnO3的性质.通过稀土元素的掺杂,Li2MnO3材料的晶格常数和晶胞体积都有不同程度的增大.由于稀土原...
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