非线性一维光子晶体光开关与光双稳

设计和制备了ZnS/ZnSe叠层共 2 0个周期的非线性一维光子晶体光开关与光双稳器件 理论模拟了波长 5 14 .5nm的氩离子激光 ,在阈值功率密度 1.0× 10 5W/cm2 下 ,完全移出光子禁带 ,实现了光开关 同一器件也可作为光学双稳器件 ,实验测出其阈值功率密度为 1.38× 10 5W/cm2 ,双稳开关时间为 10 0ps

二维点缺陷正方光子晶体的微腔结构

通过平面波展开法对由Al2O3介质棒在空气背景介质中构成含有点缺陷的二维正方光子晶体微腔结构进行研究，计算得出缺陷态能带以及缺陷态模场分布。缺陷模对应的电磁波波长为470—476nm。对该微腔结构的品质因数的求解，得出缺陷态光谱曲线。在光谱曲线中，随着传输波长的增大，将产生几个峰值，并且在475nm处的波动最为明显，反映出在475nm附近的电磁波段在缺陷处的光强较大。进一步利用全矢量等效折射率法研究该结构缺陷模频率的稳定性，得出等效折射率的变化曲线。从等效折射率变化曲线可以看出，当传输波长达到475nm时，该结构已经达到稳定传输的区域。含缺陷模的二维光子晶体微腔结构在光子晶体发光二极管以及高阈值半导体激光器等方面有着重要的应用价值。

金刚石/银复合材料:制备、电泳沉积及场发射性能研究

采用化学镀银的方法,制备了银包覆的金刚石复合材料,并利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)和拉曼(Raman)光谱对样品的形貌和微结构进行了表征。利用电泳沉积的方法,制备了均匀的金刚石/银复合材料薄膜,场发射测试结果表明,在22 V/μm的电场下,金刚石/银复合材料的发射电流密度可达23.7μA/cm2;而在26 V/μm的电场下,高压金刚石薄膜的发射电流密度仅为0.2μA/cm2。与高压金刚石薄膜的场发射结果相比,金刚石/银复合材料的场发射性能有明显的提高。银的存在使银与金刚石界面处形成电子发射区,在外加电场作用下,该区域电子优先隧穿表面势垒逸出到真空,形成场致电子发射。

基于一维光子晶体带隙反射的YAG激光防护镜

设计并制备了一种以磷酸盐玻璃为衬底的一维光子晶体YAG激光防护镜。其中一维光子晶体的带隙反射 1 .0 6 μm波长的光 (透射率低达 1 0 - 7) ,加上磷酸盐玻璃对 1 .0 6 μm波长光的强吸收作用 (透射率约1 % ) ,使该防护镜足以防护全方位入射的、脉冲能量密度 1J cm2 以下的ns 脉冲YAG激光对人眼的伤害 ,而器件对可见光的透射率高达 70 %以上 ,而且可以避免反射光对他人的二次反射伤害。

碳纳米带的合成及场致电子发射

介绍了液相合成的碳纳米带的场致电子发射特性,探索其在场发射中的应用。碳纳米带的合成采用电化学液相合成的方法在硅衬底上制备而成。通过扫描电镜和Raman光谱对碳纳米带的结构进行了分析。场发射特性测试结果表明,碳纳米带膜的场发射阈值电场为2.5V/μm。研究表明碳纳米带具有一些独到的特点,也非常适合场发射显示用冷阴极的制备。研究纳米石墨带薄膜的场发射特性对其在场发射显示器件和其他真空微电子器件中的应用有重要的意义。

非线性一维光子晶体波导光双稳

利用非线性折射率系数较大且非线性时间响应较快的CdSxSe1-x玻璃为材料,设计并制备了非线性一维光子晶体波导光双稳器件,该器件的折射率空间分布呈正弦形式。实验测得双稳开关的阈值功率密度为1.60×105W/cm2,开关时间为63ps。采用时域有限差分方法讨论了光子晶体带隙随入射光强变化而移动的情况,随着入射光功率密度的增加,光子晶体的带隙中心向短波方向移动。同时计算了该器件的双稳特性,理论计算得到双稳开关的阈值功率密度为1.40×105W/cm2,开关时间约为50ps。获得了理论与实验基本一致的结果。

前栅极冷阴极器件中单根纳米线表面电场分布研究

利用静电场理论,对带栅极纳米线场发射冷阴极器件模型进行电场计算,在此基础上,进一步对器件几何参数以及电压对纳米线顶端表面电场的影响做了理论分析。结果表明,在纳米线低于栅极的情况下,纳米线顶端表面电场强度比其他点更强,随着离纳米线顶端距离的增加,电场急剧下降;栅孔半径、阴极与栅极距离的减小以及纳米线长度的增加,均使纳米线顶端表面电场大大增强,而栅极与阳极间距变化对顶端表面电场的作用很微弱;另外,纳米线顶端表面电场随栅极和阳极电压的增加而大幅度增强,尤其栅极电压的变化对纳米线顶端表面电场的影响更大。

光子晶体光纤的原理和应用

对新材料的探索一直是人类的奋斗目标和进步手段。光子晶体是 80年代末提出的新概念和新材料。用光子晶体做成的器件可以如人所愿地控制光子的流动 ,就像半导体中的电子一样。由于光子晶体的特点决定了其优越性能 ,因此具有广阔的应用前景。本文介绍了光子晶体中的一种重要器件———光子晶体光纤的基本原理、模式特性和色散特性以及目前的研究状况等。

一种背栅极冷阴极器件中纳米线表面电场的分析

利用静电场理论计算了背栅极冷阴极器件的纳米线附近电场,给出电场分布的表示式及J-V曲线,并分析了几何参数对纳米线顶端表面电场的影响.结果表明,纳米线顶端表面产生巨大的电场,随着离纳米线顶端表面距离的增大,电场迅速下降;纳米线突出栅孔的长度(L-d1)越大,纳米线半径r0、栅孔半径R以及栅极与阳极间距d2越小,则纳米线顶端表面电场越强,而d2较大时d2对表面电场的影响很弱;纳米线顶端边缘电流密度J随着阳极与栅极电压的增加而指数增大.

钢筋直径和分布对钢筋混凝土靶抗侵彻性能的影响

钢筋直径和分布是影响钢筋混凝土抗侵彻性能的重要因素,为研究其对钢筋混凝土靶抗侵彻性能的影响,采用分离式建模方法建立了不同钢筋直径和分布的钢筋混凝土靶弹模型,运用显式AUTODYN动力学软件进行弹丸侵彻钢筋混凝土过程仿真计算,分析靶后剩余速度和剩余动能。结果表明,钢筋直径越大,钢筋混凝土靶的抗侵彻能力越强,弹丸直径小于钢筋间距时影响较小,弹丸直径大于钢筋间距时影响较大;钢筋排列越密,钢筋混凝土靶的抗侵彻能力越强。

电炉-精炼炉双联法冶炼1Mn18Cr18N护环钢

本文阐述了采用电炉与钢包炉双联、真空精炼、大气下注的工艺生产300MW发电机护环用钢的生产过程,并着重讨论了高Mn、高Cr含量下N的溶解度、真空下锰的行为、生产方案的可行性及相应的完善措施。

无氢化学气相沉积法制备碳纳米管

采用无氢的化学气相沉积法(CVD)进行碳纳米管的制备技术研究,并成功地制备了φ20～φ80nm左右,长度为50～100μm左右的碳纳米管.通过改变气体的流量等影响因素实现了定向碳纳米管薄膜和多层碳纳米管薄膜以及其它各种形态的碳纳米管的制备.采用微区Raman光谱、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等方法对产物的形貌和结构进行了表征,结果表明采用无氢CVD法可以制备出多种形态的碳纳米管.

带栅极纳米线冷阴极的场增强因子研究

场增强因子是体现场发射冷阴极器件性能优劣的重要参数.利用静电场理论给出了一种带栅极(normal-gated)纳米线冷阴极的场增强因子表示式β=k11/2(N^2.(L-d_1)~2+[1/k_1+(L-d_1)]~2),且进一步分析了几何参数对场增强因子的影响.结果表明,纳米线突出栅孔的部分(L-d1)与栅孔半径越大,则场增强因子越大;而纳米线半径越小,则场增强因子越大;当L远大于d1时满足β∝L/r0.其中N=N1(k1r0)/N0(k1r0),N0(k1r0)和N1(k1r0)分别代表零阶和一阶Neumann函数,k1=0.8936/R,R为栅孔半径,L为纳米线长度,r0为纳米线半径,d1表示阴极与栅极间距.

不同基底上碳纳米管的制备及生长机理

以二茂铁为催化前驱物,C2H2为碳源,N2为载气,采用浮动催化法,在蓝宝石、单晶硅、石英、玻璃以及碳纤维基底上制备了不同形貌和结构的碳纳米管。利用扫描电子显微镜和Raman光谱对碳纳米管的形貌和微结构进行了表征。结果表明在蓝宝石和石英基底上所生长的碳纳米管薄膜具有较好的定向性和较高的石墨化程度;单晶硅基底上碳纳米管薄膜呈"底疏顶密"分布;而玻璃和碳纤维基底上所生长的碳纳米管不具有定向性。最后,对不同基底对碳纳米管生长的影响进行了分析和讨论。

碳纤维衬底上定向碳纳米片阵列的制备

以乙炔(C2H2)为碳源,N2为载气,二茂铁为催化前驱物,采用浮动催化法,在碳纤维衬底上制备了垂直定向的碳纳米片阵列。利用SEM,EDX和Raman光谱对所得产物进行了表征。结果表明经十二烷基磺酸钠(SDS)和二茂铁的丙酮溶液煮沸和浸泡处理后的碳纤维表面所生长的碳纳米片长度约为600 nm,宽度约为50 nm。Raman光谱分析表明所制备的碳纳米片为石墨结构。碳纤维的预处理不仅活化了表面,而且避免了催化剂向其内部的渗透和吸收。基于以上结果,碳纤维/碳纳米片在场发射领域很可能有重要的应用。