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人工晶体的微结构调控热输运研究 被引量：1
1
作者 耿志明 狄琛 +6 位作者 方轲 詹若男 袁紫媛 颜学俊 芦红 卢明辉 陈延峰 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2020年第9期1569-1582,共14页
随着电子工业与能源科学的快速发展,热管理成为微电子、热逻辑器件和热电技术等多个领域关注的重要课题。以半导体产业为例,传统芯片散热技术难以满足功率密度日益增大的芯片散热需求,已经成为限制芯片集成度进一步提高的瓶颈。因此,热... 随着电子工业与能源科学的快速发展,热管理成为微电子、热逻辑器件和热电技术等多个领域关注的重要课题。以半导体产业为例,传统芯片散热技术难以满足功率密度日益增大的芯片散热需求,已经成为限制芯片集成度进一步提高的瓶颈。因此,热输运的研究重点从宏观尺度延伸至微观尺度,并要求人们对热输运机制有更深入理解。本文从热声子的扩散输运、弹道输运等微观机制出发,探讨了材料微结构与热输运之间的关系。实验和理论表明,晶体中各种微结构对热输运过程有着重要的调控作用。本文重点讨论了薄膜体系中的点缺陷与量子点、超晶格、异质结构界面等对热输运的调控作用,并对其中的热输运机制进行了简要分析。尽管各种复杂的器件结构对高效的热管理构成了挑战,但人工微结构也为热输运调控提供了新的机遇。 展开更多
关键词 人工晶体 微结构 热输运机制 热输运调控
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缪子科学技术前沿及未来发展 被引量：6
2
作者 罗小为 杨燕兴 +2 位作者 李样 鲍煜 殳蕾 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2296-2305,共10页
缪子物理和缪子应用技术研究是涉及粒子物理、材料科学、凝聚态物理、生物分子、考古学等众多学科的国际前沿交叉研究领域。目前北美、欧洲及日本均在这一领域做出了众多重要成果。由于加速器条件限制,目前国内尚未系统开展加速器缪子... 缪子物理和缪子应用技术研究是涉及粒子物理、材料科学、凝聚态物理、生物分子、考古学等众多学科的国际前沿交叉研究领域。目前北美、欧洲及日本均在这一领域做出了众多重要成果。由于加速器条件限制,目前国内尚未系统开展加速器缪子方面的实验,相关领域的研究团队主要依托国外装置或参与国际合作开展研究。本文综述性报道了近年国际上开展的几项主要缪子物理科学研究与缪子应用技术进展,并展望了国内在缪子源设计、建设及应用方面的科学前景。 展开更多
关键词 缪子源 缪子物理 μSR应用
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碳中和目标下电化学储能技术进展及展望 被引量：9
3
作者 周凡宇 曾晋珏 王学斌 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期396-405,共10页
针对碳中和目标下可再生能源并网引发的电力系统不稳定的现状,介绍了电力系统各个环节对于储能的需求特性,讨论了电化学储能,包括超级电容器、碱金属离子电容器、碱金属离子电池、液流电池、其他二次电池、氢能等技术的特点与发展现状,... 针对碳中和目标下可再生能源并网引发的电力系统不稳定的现状,介绍了电力系统各个环节对于储能的需求特性,讨论了电化学储能,包括超级电容器、碱金属离子电容器、碱金属离子电池、液流电池、其他二次电池、氢能等技术的特点与发展现状,分析了它们在适配大规模储能时所面临的挑战,展望了其未来应用前景和发展趋势。最后指出,电化学储能技术应朝着“高性能、高安全性、低成本”的方向发展。 展开更多
关键词 碳中和 可再生能源 电化学储能 电容器 电池 氢能
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兼容水和油分散性的二氧化锡量子点的制备及其晶体尺寸、晶面结构和能隙的调控
4
作者 朱华艺 崔雨辰 +1 位作者 习智原 章建辉 《南京大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第6期1028-1035,共8页
二氧化锡(SnO_(2))是一种直接带隙的本征半导体材料,常温下的体带隙约为3.6 eV,具有化学和热稳定性好、电子迁移率高、透光性好、成本低和无毒且环境友好等优点,被广泛应用于气敏传感器、催化材料、电极材料、光电材料及太阳能电池中.... 二氧化锡(SnO_(2))是一种直接带隙的本征半导体材料,常温下的体带隙约为3.6 eV,具有化学和热稳定性好、电子迁移率高、透光性好、成本低和无毒且环境友好等优点,被广泛应用于气敏传感器、催化材料、电极材料、光电材料及太阳能电池中.针对兼容水和油分散性的SnO_(2)的应用需求与现有SnO_(2)商品只能分散于水的矛盾,开发了一种溶剂热结晶的方法,成功制备了兼容水和油分散性的SnO_(2)量子点(SnO_(2)quantum dots,SnO_(2)QDs),通过调控溶剂热结晶时间(0~24 h),获得晶粒尺寸、能隙、(110)晶面占比分别在2.12~4.16 nm,3.72~4.15 eV和12.6%~43.3%可调的不同结晶质量的SnO_(2)QDs.所得量子点可应需要来稳定分散于水、乙醇、乙酸乙酯等多种水或油性溶剂中,形成可长期在室温下储存的黄色澄清的SnO_(2)QDs分散溶液. 展开更多
关键词 二氧化锡 量子点材料 晶面调控 带隙调节
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ABX_3型钙钛矿光伏材料的结构与性质调控 被引量：14
5
作者 陆新荣 赵颖 +2 位作者 刘建 李承辉 游效曾 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1678-1686,共9页
近年来,钙钛矿太阳能电池由于其效率高、制造成本低、工艺简单等特点受到广泛关注,成为目前太阳能电池领域的研究热点。在钙钛矿太阳能电池中,无机-有机杂化ABX3材料非常重要。它既作为光吸收材料,同时又作为载流子传输材料,因此它的光... 近年来,钙钛矿太阳能电池由于其效率高、制造成本低、工艺简单等特点受到广泛关注,成为目前太阳能电池领域的研究热点。在钙钛矿太阳能电池中,无机-有机杂化ABX3材料非常重要。它既作为光吸收材料,同时又作为载流子传输材料,因此它的光电性质直接影响到太阳能电池的效率。本文综述了调控无机有机金属卤化物ABX3型钙钛矿光伏材料结构和性质的几种途径。 展开更多
关键词 钙钛矿 太阳能电池 光谱 晶体结构 调控
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利用非线性弹簧振子链作为声学超表面产生高次谐波
6
作者 孙成浩 王浩宇 +2 位作者 费仲晗 赖耘 刘晓宙 《南京大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期38-46,共9页
介绍了一种声学超表面的设计方法,其利用多个非线性弹簧振子链在辐射声场中产生谐波.超表面单元是由两个非线性弹簧连接的质量链,该单元具有两个谐振频率.单元振动幅度的基波和二次谐波分量通过多重尺度法求解.通过将较高的谐振频率设... 介绍了一种声学超表面的设计方法,其利用多个非线性弹簧振子链在辐射声场中产生谐波.超表面单元是由两个非线性弹簧连接的质量链,该单元具有两个谐振频率.单元振动幅度的基波和二次谐波分量通过多重尺度法求解.通过将较高的谐振频率设置为较低频率的n倍,并以较低的谐振频率激励系统,能量会从低频模式转移到高频模式.非线性引起系统内部共振并带来能量转移,这导致高频模式出现较大的振动幅度.理论与数值结果的一致性验证了该方法的有效性.对弹簧二次非线性系数、单元谐振频率和外界激励频率进行的参数调控,验证了这种非线性系统的鲁棒性.此外,有限元仿真模拟了具有更强的高次谐波传输能力的非线性超表面模型.本研究为实现非线性弹簧振子系统中的谐波提供了思路,将声学超表面的研究范围扩展到非线性动力学. 展开更多
关键词 非线性超表面 多重尺度法 内部共振 谐波生成
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基于肋骨为强吸声体的多层介质内非线性声场研究
7
作者 王浩宇 赖宁磊 +2 位作者 晏张平 林伟军 刘晓宙 《物理学报》 北大核心 2025年第4期171-180,共10页
在使用高强度聚焦超声进行肋下病灶治疗的过程中,肋骨的遮挡显著影响了治疗的效果,在先前的研究中,肋骨通常被视作完美吸声体,这一模型虽然能够在一定程度上体现肋骨造成的影响,但也同样可能导致对肋后能量的低估.为弥补现有工作的不足... 在使用高强度聚焦超声进行肋下病灶治疗的过程中,肋骨的遮挡显著影响了治疗的效果,在先前的研究中,肋骨通常被视作完美吸声体,这一模型虽然能够在一定程度上体现肋骨造成的影响,但也同样可能导致对肋后能量的低估.为弥补现有工作的不足,本文提出了一种将肋骨视作强吸声体、而非完美吸声体的数值计算方法,并使用ABS塑料构建的仿肋模型进行了相关实验以比较两类方法的优劣,此外本文还在多层介质模型中研究了肋骨对非线性声场造成的影响.由于肋骨在新模型中具有较大的声衰减系数,现有算法在计算过程中容易出现数值振荡问题,为此本研究使用了算子分离法以提高数值计算的稳定性,并进一步通过矩阵向量化方法在后向隐式差分格式下实现了声场的稳定求解.这些改进不仅提高了数值计算的准确性,还揭示了完美吸声体模型造成的肋后能量低估问题,对于优化临床治疗策略具有重要意义. 展开更多
关键词 高强度聚焦超声 算子分离法 非轴对称 矩阵向量化
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铁电材料中的电畴:形成、结构、动性及相关性能 被引量：6
8
作者 吕笑梅 黄凤珍 朱劲松 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期166-183,共18页
铁电材料的研究有近百年的历史,而铁电畴的存在是铁电材料最基本的微观结构特征.随着材料制备和表征技术的发展,铁电畴的排列组合方式对材料性能的影响越来越凸显.而近年来的研究显示,铁电畴及畴壁甚至能够作为各种微纳电子器件的独立... 铁电材料的研究有近百年的历史,而铁电畴的存在是铁电材料最基本的微观结构特征.随着材料制备和表征技术的发展,铁电畴的排列组合方式对材料性能的影响越来越凸显.而近年来的研究显示,铁电畴及畴壁甚至能够作为各种微纳电子器件的独立功能单元,在信息存储、能量转换、机电驱动、量子计算等领域有着广泛的应用潜力.本文从铁电畴结构的群论推导开始,介绍了铁电畴的形成、结构到宏观力学谱和电学性能,以及利用压电力显微镜研究铁电开关、铁电畴微观特征的相关历程及现状. 展开更多
关键词 畴结构 铁电材料 开关现象 内耗
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基于3,5-双(4-吡啶基)-吡啶的两个钴(Ⅱ)配合物的合成与晶体结构（英文） 被引量：1
9
作者 张春丽 王红艳 郑和根 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第5期859-863,共5页
用3,5-双(4-吡啶基)-吡啶(BPYPY)分别与反式-1,4-环己烷二甲酸(trans-H_2chdc)和4,4′-联苯醚二甲酸(H2oba)组成混合配体,用温和的溶剂热法与Co(NO_3)_2·6H_2O合成了2个配合物[Co(BPYPY)_2(H_2O)_4]·(trans-chdc)·4H_2O... 用3,5-双(4-吡啶基)-吡啶(BPYPY)分别与反式-1,4-环己烷二甲酸(trans-H_2chdc)和4,4′-联苯醚二甲酸(H2oba)组成混合配体,用温和的溶剂热法与Co(NO_3)_2·6H_2O合成了2个配合物[Co(BPYPY)_2(H_2O)_4]·(trans-chdc)·4H_2O(1)和{[Co(BPYPY)(H_2O)_4]·(oba)}_n(2),利用X射线单晶衍射、元素分析对它们进行了表征。结果显示,配合物1为单核结构,属于单斜晶系,P2_1/n空间群;配位聚合物2是一维链通过O-H…O氢键形成的三维超分子结构,属于正交晶系,Pccn空间群。 展开更多
关键词 晶体结构 合成 钴(Ⅱ)配合物 含氮配体
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4,4′-二(1-咪唑基)苯硫醚及邻苯二甲酸构筑的两个配位聚合物的合成、晶体结构及荧光性质（英文） 被引量：1
10
作者 徐涵 郑和根 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2272-2278,共7页
在温和的水热条件下,以4,4′-二(1-咪唑基)苯硫醚(BIDPT)和邻苯二甲酸(H2pht)为配体,合成了2个配位聚合物{[Zn(BIDPT)(pht)]2·2H2O·CH3OH}n(1)和{[Cd5(BIDPT)4(pht)5]·H2O}n(2),分别用X-射线单晶衍射、元素分析和IR等手... 在温和的水热条件下,以4,4′-二(1-咪唑基)苯硫醚(BIDPT)和邻苯二甲酸(H2pht)为配体,合成了2个配位聚合物{[Zn(BIDPT)(pht)]2·2H2O·CH3OH}n(1)和{[Cd5(BIDPT)4(pht)5]·H2O}n(2),分别用X-射线单晶衍射、元素分析和IR等手段对它们进行了表征。结果表明,配位聚合物1和2为2D层状结构,配位聚合物1属于正交晶系,Pbcn空间群;配位聚合物2属于三斜晶系,P21/c空间群。此外还考察了1和2的热稳定性和固体荧光性质。 展开更多
关键词 配位聚合物 晶体结构 荧光 合成
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两个基于4,4′-二(1-咪唑基)苯硫醚的钴(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构及性质（英文） 被引量：1
11
作者 徐涵 郑和根 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第1期184-190,共7页
以4,4′-二(1-咪唑基)苯硫醚(BIDPT),4,4′-联苯醚二甲酸(H2oba),对苯二甲酸(p-H2bdc)和Co(NO_3)_2·6H_2O为原料,用溶剂热法合成了2个配位聚合物{[Co(BIDPT)(oba)(H_2O)_2]}n(1)和{[Co(BIDPT)(p-bdc)]·H_2O}n(2),利用X射线单... 以4,4′-二(1-咪唑基)苯硫醚(BIDPT),4,4′-联苯醚二甲酸(H2oba),对苯二甲酸(p-H2bdc)和Co(NO_3)_2·6H_2O为原料,用溶剂热法合成了2个配位聚合物{[Co(BIDPT)(oba)(H_2O)_2]}n(1)和{[Co(BIDPT)(p-bdc)]·H_2O}n(2),利用X射线单晶衍射、红外、元素分析、热重分析和X射线粉末衍射对其进行了表征。结果表明,配位聚合物1为单斜晶系,P2/c空间群,配位聚合物2为三斜晶系,P1空间群。配位聚合物1和2为二维层状结构,二维结构通过分子间氢键形成了三维网络结构。研究了室温下它们的光学性质。 展开更多
关键词 钴(Ⅱ)配位聚合物 晶体结构 光学性质 合成
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由芳香羧酸和4,4′-二(1-咪唑基)苯砜为配体构筑的两个配合物的合成、晶体结构及荧光性质（英文） 被引量：2
12
作者 徐涵 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1481-1486,共6页
通过水热法得到了2个配位聚合物{[Cd(L)(oba)]·3.5H_2O}n(1)和{[Cd(L)2](p-bdc)}n(2)(L=4,4′-二(1-咪唑基)苯砜,H2oba=4,4′-联苯醚二甲酸,p-H2bdc=对苯二甲酸),对它们进行了元素分析、红外光谱分析,并利用X射线衍射测定了它们的... 通过水热法得到了2个配位聚合物{[Cd(L)(oba)]·3.5H_2O}n(1)和{[Cd(L)2](p-bdc)}n(2)(L=4,4′-二(1-咪唑基)苯砜,H2oba=4,4′-联苯醚二甲酸,p-H2bdc=对苯二甲酸),对它们进行了元素分析、红外光谱分析,并利用X射线衍射测定了它们的单晶结构。晶体结构分析表明,配合物1具有四连接二重穿插的三维网络结构,其拓扑为{65·8}。配合物2具有四连接的二维结构,其拓扑为{44·62}。此外,在室温下对2个配合物进行了荧光分析。 展开更多
关键词 镉(Ⅱ)配位聚合物 咪唑配体 晶体结构 荧光性质
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通过路径全同性实现独立粒子间的纠缠
13
作者 王凯 侯兆华 马小松 《物理》 北大核心 2025年第2期119-122,共4页
1 背景介绍量子纠缠是量子力学基础研究和量子信息技术应用中的核心资源。通常,纠缠的产生主要有两种途径:一是依赖粒子之间的直接相互作用,例如散射湮灭辐射[1]、原子级联[2,3]、非线性光学效应[4—6],以及光、微波、声子与物质的相互... 1 背景介绍量子纠缠是量子力学基础研究和量子信息技术应用中的核心资源。通常,纠缠的产生主要有两种途径:一是依赖粒子之间的直接相互作用,例如散射湮灭辐射[1]、原子级联[2,3]、非线性光学效应[4—6],以及光、微波、声子与物质的相互作用[7—12]。 展开更多
关键词 非线性光学效应 量子纠缠 量子力学基础 声子 直接相互作用 量子信息技术
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两个基于双(4-吡啶-4-苯基)胺的钴(Ⅱ)、锌(Ⅱ)配合物的合成和晶体结构（英文）
14
作者 张春丽 郑和根 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第4期706-712,共7页
以双(4-吡啶-4-苯基)胺(BPPA)和4,4-(六氟)双(苯甲酸)(H2hfipbb)或对苯二甲酸(p-H2bdc)为配体,采用溶剂热法与M(NO3)2·6H2O(M=Co、Zn)组装合成了2个新的配合物{[Co2(BPPA)(hfipbb)2·(H2O)3]·6H2O}n(1)、{[Zn2(BPPA)2(p-b... 以双(4-吡啶-4-苯基)胺(BPPA)和4,4-(六氟)双(苯甲酸)(H2hfipbb)或对苯二甲酸(p-H2bdc)为配体,采用溶剂热法与M(NO3)2·6H2O(M=Co、Zn)组装合成了2个新的配合物{[Co2(BPPA)(hfipbb)2·(H2O)3]·6H2O}n(1)、{[Zn2(BPPA)2(p-bdc)2]·H2O·DMF}n(2),利用元素分析、X射线粉末衍射(PXRD)、红外光谱等手段分别对它们进行了表征,并用X射线单晶衍射仪测定了配合物的单晶结构。X射线单晶衍射测定结果表明:配合物1和2均为二维结构。配合物1具有新的拓扑结构。配合物2的二维结构又可以组成三维框架结构。配合物1为正交晶系,Pnna空间群,a=2.640 9(2)nm,b=1.715 78(13)nm,c=1.504 11(11)nm,V=6.8154(9)nm3,Z=4,μ=0.571 mm-1,F(000)=2 592,Dc=1.245 g·cm-3,Mr=1 383.76,R1=0.066 6,w R2=0.208 9(I>2σ(I));配合物2为单斜晶系,C2/c空间群,a=2.796 70(9)nm,b=1.814 82(6)nm,c=2.303 13(7)nm,β=102.136 0(10)°,V=11.428 3(6)nm3,Z=8,μ=0.906 mm-1,F(000)=4 944,Dc=1.391 g·cm-3,Mr=1 196.85,R1=0.039 8,w R2=0.106 4(I>2σ(I))。此外,热重分析表明配合物1和2均具有良好的热稳定性。 展开更多
关键词 钴(Ⅱ)配合物 锌(Ⅱ)配合物 合成 晶体结构
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基于BP人工神经网络的轴流风扇气动噪声预测 被引量：11
15
作者 姚景瑜 孟海洋 +2 位作者 杨京 梁彬 程建春 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期900-908,共9页
轴流风扇被广泛应用于如刀片服务器等机械设备的通风散热中,在工作时风扇旋转形成的湍流与自身以及固壁发生耦合作用,进而诱发气动噪声.湍流尺度极小,稳定性差,所以对气动噪声模型的数值计算需要耗费大量的计算资源.将人工神经网络与传... 轴流风扇被广泛应用于如刀片服务器等机械设备的通风散热中,在工作时风扇旋转形成的湍流与自身以及固壁发生耦合作用,进而诱发气动噪声.湍流尺度极小,稳定性差,所以对气动噪声模型的数值计算需要耗费大量的计算资源.将人工神经网络与传统的数值模拟方法相结合,首先基于k-ε两方程模型求解纳维-斯托克斯方程得到轴流风扇的流场解,再通过FW-H声类比理论得到其声场解,然后对轴流风扇搭建人工神经网络模型,同时在声远场选取气动噪声声压级样本点,通过BP神经网络算法进行学习,最后利用训练好的人工神经网络模型对轴流风扇工作时的噪声场进行预测,实现了良好的预报效果.该方法可以有效节省计算资源,在工业上有一定的应用价值. 展开更多
关键词 轴流风扇 气动噪声 声类比理论 BP 神经网络 声场预测
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声学超构材料技术实用化的进展 被引量：8
16
作者 刘乐 黄唯纯 +5 位作者 钟雨豪 赵涵 解龙翔 颜学俊 卢明辉 陈延峰 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期57-68,21,共13页
声学超构材料是当前声学和材料学一个热门的研究领域。声学超构材料可定义为:通过对材料在特征物理尺度上进行人工设计制备,使其具有超越常规材料的声学性能的一种人工序构的复合材料。其亚波长特性、超常声学性能以及颠覆性应用的可能... 声学超构材料是当前声学和材料学一个热门的研究领域。声学超构材料可定义为:通过对材料在特征物理尺度上进行人工设计制备,使其具有超越常规材料的声学性能的一种人工序构的复合材料。其亚波长特性、超常声学性能以及颠覆性应用的可能吸引了学界和工程界的关注。21世纪以来,随着增材制造技术的发展,声学超构材料的实验室加工与制备问题得以解决,然而,声学超构材料的工程应用仍然面临着批量制造困难、使用场景不明、生产成本高昂等方面的严峻挑战。介绍了各类常见的声学超构材料及其研究现状,讨论各类声学超构材料实用化面临的困难和挑战,简述声学超构材料研究和实验的最新方法,最后展望了未来声学超构材料实用化研究的方向。 展开更多
关键词 超构材料 声学材料 吸声超构材料 隔声超构材料 水声超构材料 声学黑洞
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基于无机材料-微生物复合的半人工光合作用 被引量：9
17
作者 熊威 冯建勇 +3 位作者 马为民 赵劲 李朝升 邹志刚 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1521-1534,共14页
基于无机材料-微生物复合半人工光合系统是在自然光合作用和人工光合作用研究进展到一定阶段,为克服各自的缺陷,实现微生物与无机材料优势互补而发展出来的一种研究体系。该体系的主要优势是将微生物的催化选择性与无机材料的光响应性... 基于无机材料-微生物复合半人工光合系统是在自然光合作用和人工光合作用研究进展到一定阶段,为克服各自的缺陷,实现微生物与无机材料优势互补而发展出来的一种研究体系。该体系的主要优势是将微生物的催化选择性与无机材料的光响应性结合起来,旨在解决人工光合作用体系催化选择性差的问题。目前,可以通过光催化剂-微生物复合和电极-微生物复合来实现基于无机材料-微生物复合的半人工光合作用。本文围绕基于无机材料-微生物复合的半人工光合作用,依次从半人工水氧化、半人工光合还原和材料-微生物界面等方面做了系统的阐述,重点介绍基于电极-微生物复合的半人工光合体系研究进展,对基于无机材料-微生物复合的半人工光合作用的领域现状做了分析和总结,并且对该领域的前景进行了展望。 展开更多
关键词 无机材料 人工光合 微生物 光催化 生物催化
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人工带隙材料的拓扑性质 被引量：3
18
作者 孙晓晨 何程 +1 位作者 卢明辉 陈延峰 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第22期30-46,共17页
近年来,人工带隙材料(如声子晶体和光子晶体)由于其优异的性能,已成为新一代智能材料的研究焦点.另一方面,材料拓扑学由凝聚态物理领域逐渐延伸到其他粒子或准粒子系统,而研究人工带隙材料的拓扑性质更是受到人们的广泛关注,其特有的鲁... 近年来,人工带隙材料(如声子晶体和光子晶体)由于其优异的性能,已成为新一代智能材料的研究焦点.另一方面,材料拓扑学由凝聚态物理领域逐渐延伸到其他粒子或准粒子系统,而研究人工带隙材料的拓扑性质更是受到人们的广泛关注,其特有的鲁棒边界态,具有缺陷免疫、背散射抑制和自旋轨道锁定的传输等特性,潜在应用前景巨大.本文简要介绍拓扑材料特有的鲁棒边界态的物理图像及其物理意义,并列举诸如光/声量子霍尔效应、量子自旋霍尔效应、Floquet拓扑绝缘体等相关工作;利用Dirac方程,从原理上分析光/声拓扑性质的由来;最后对相关领域的发展方向和应用前景进行了相应的讨论. 展开更多
关键词 人工带隙材料 拓扑 DIRAC方程
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半导体上转换单光子探测技术研究进展 被引量：7
19
作者 白鹏 张月蘅 沈文忠 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第22期55-70,共16页
近年来,量子通信技术取得了卓越的进步和发展,而作为接收端的单光子探测器在其通信系统中则起着至关重要的作用.本文聚焦于当前主流的半导体单光子探测器,就其器件原理、工作模式、优势和劣势等方面进行了相关评述.在此基础上,着重介绍... 近年来,量子通信技术取得了卓越的进步和发展,而作为接收端的单光子探测器在其通信系统中则起着至关重要的作用.本文聚焦于当前主流的半导体单光子探测器,就其器件原理、工作模式、优势和劣势等方面进行了相关评述.在此基础上,着重介绍了本课题组所提出的一种新型半导体近红外上转换单光子探测技术(USPD)的研究进展.从USPD的器件基本原理、器件结构、性能指标等方面阐述了其优越性和可行性,并给出了USPD最新的空间光耦合实验结果.半导体上转换单光子探测技术的关键特性在于它不是采用InP雪崩层结构实现信号的放大,而是利用成熟的硅单光子雪崩二极管(Si-SPAD)器件来实现信号的放大和采集,从而规避InP结构在暗计数率和后脉冲效应方面的问题. USPD利用半导体材料,通过外加电场将近红外光子上转换为短波近红外或者可见光子,再用商用Si-SPAD进行探测的方法,也为我们提供了一种单光子探测的新思路,打开了另一扇单光子探测的窗口. 展开更多
关键词 单光子 上转换 近红外
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金属亚波长结构的表面增强拉曼散射 被引量：2
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作者 秦康 袁列荣 +5 位作者 谭骏 彭胜 王前进 张学进 陆延青 朱永元 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第14期167-174,共8页
灵敏度高、可重复性好的固态表面增强拉曼散射基板可作为生物医学、环境科学、化学化工、纳米科技等领域的生化感测器,具有十分重要的实际应用价值.传统的表面增强拉曼散射基于金属颗粒提供的局域表面等离谐振这一物理机制,但其组装不... 灵敏度高、可重复性好的固态表面增强拉曼散射基板可作为生物医学、环境科学、化学化工、纳米科技等领域的生化感测器,具有十分重要的实际应用价值.传统的表面增强拉曼散射基于金属颗粒提供的局域表面等离谐振这一物理机制,但其组装不易且模式损耗大.本文基于周期性金属亚波长结构,构建增强拉曼散射信号的“热点”,同时保证测量信号的可重复性.从表面光子能带结构出发,提出了区别于局域表面等离谐振的其他三种增强机制:表面等离子极化激元带边增强机制、间隙等离子极化激元增强机制以及二者相耦合增强机制.采用一定的工艺,提高金属表面平整度,抑制表面等离子极化激元的传播损耗,从而提高表面增强拉曼散射的增强因子.理论结合实验,且二者一致性好.研究结果有望将表面增强拉曼散射光谱技术进一步向实用化方向推进. 展开更多
关键词 表面增强拉曼散射 表面等离子极化激元 亚波长结构 近场光学
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