高职“模拟电子技术”教学中思政元素挖掘与融入

“模拟电子技术”课程蕴含丰富的思想政治教育资源,如何挖掘这些资源并以潜移默化的方式作用于学生思想政治教育工作,是“模拟电子技术”课程教师迫切需要解决的问题。梳理“模拟电子技术”课程所蕴含的四类典型的思政资源,体现出思政教育的政治性和时代性。根据高职学生的特点,提出了思政元素融入学生教学的四种方法,为实施教学策略提供支持。

基于MATLAB的固体料仓壳体的设计计算

固体料仓壳体设计时,需要多次反复校核,工作量极大且易出错。以标准NB/T 47003.2—2009《固体料仓》为依据,采用MATLAB数值计算软件编写了一套固体料仓壳体的设计计算程序。输入主要参数后程序可以快速地求出结果,并可将结果用图形化形式显示,便于参数调整和结论评定。

固体物理学中的贝里曲率

固体中周期性势场和布洛赫定理赋予贝里曲率新的内涵,对于布里渊区k点处第n个能带,其布洛赫函数的调幅因子为u_(nk)(r),则相应贝里曲率Ω_(nk)=▽×A_(nk),其中贝里联络A_(nk)=〈u_(nk)|i▽_(k)|u_(nk)〉.如果晶体同时存在中心反演和时间反演对称性,贝里曲率在倒空间处处为零.若上述对称性被打破,或者存在自旋轨道耦合,或者存在能带交叉,则存在非零的贝里曲率.贝里曲率的存在使布洛赫电子产生与外电场垂直方向的反常速度,由此产生本征反常霍尔效应和自旋霍尔效应以及非线性霍尔效应.本文有助于加深对布洛赫波函数以及玻尔兹曼输运方程的理解.

固体物理中能带结构的可视化数值实验设计

考虑到常用的固体物理教材中缺乏对晶体能带结构在实空间的讨论,本文以一维周期性势为例,介绍在研讨课教学中针对任意周期性晶格结构的能带求解问题设计数值实验,以帮助学生建立固体能带形成的物理图像,对相关凝聚态理论课程很有参考价值.

基于声虹吸效应的薄膜声学超材料结构设计与低频吸声性能研究

针对低频噪声防治问题,本文设计了一种薄膜型声学超材料,通过引入质量块自身结构的不对称性,使其在低频范围内形成新的振动模态,实现低频范围内有效控制噪声。所设计单胞结构在200~1000 Hz的范围内存在4个完美吸声峰,吸声系数0.56以上的频带宽度达到350 Hz,平均吸声系数达到0.53。我们通过进一步优化了薄膜超材料的几何参数,并构建了超胞结构,实现声虹吸效应。通过增加不同共振频率的结构单元,使得结构与空气阻抗相匹配,在研究的低频宽带范围内,吸声峰达到10个,最大吸声系数为0.983,平均吸收系数达到0.781,有效拓宽薄膜超材料结构的吸声范围。该研究提升了声学超材料低频吸声效果,为声学超材料结构设计与优化方面提供了解决思路。

二维三角形受限势量子结构的电子能谱与波函数

基于一种非分离变量方法,讨论了三种二维三角形量子结构中的电子态,包括半等边三角形、等腰直角三角形与等边三角形,得到了精确解析的电子波函数与能级方程.以AlN半导体材料参数进行了数值计算,并讨论了这些三角形量子结构的能级结构与波函数分布特点.

能带论教学拓展:紧束缚模型的离散形式及应用

紧束缚模型的离散形式具有形式简洁且抓住物理本质等特点,成为科学研究工作中的重要表达形式.本文主要介绍紧束缚模型离散形式的推导过程,并以固体物理课程中两个常见模型为例进行了相应结果展示.本文的讨论一方面可以为固体物理课堂教学提供进一步研讨的素材,另一方面还可帮助学生顺利从课本学习过渡到前沿研究.

基于复杂网络的快递网络性质分析

利用复杂网络的工具,对真实的快递网络进行了实证分析,得到了快递网络的基本统计性质,发现真实的快递网络是具有小世界特性和无标度特性的网络.并讨论了快递网络的社团结构,比较了社团结构划分结果和实际的异同.

氧化钒纳米管的自组装合成机理

以V2O5和十六胺为原料在水热条件下合成了氧化钒纳米管,采用XRD、SEM、TEM、FTIR、ESR,等手段分析研究了氧化钒纳米管的形成机理.结果表明,氧化钒纳米管的形成主要基于"卷曲机理",其形成过程包括:表面活性剂分子嵌入到钒氧化物层间,形成新层状化合物前驱体;水热驱动下层状化合物边缘松动,并开始卷曲,.降低体系能量;合适的水热反应时间下最终形成钒氧化物纳米管.模板剂嵌入到钒氧化物层间形成一定大小的层间距以及V4+的存在对从层状化合物卷曲成纳米管起到了积极的作用.

阳极氧化铝模板的结构和性能表征及形成机理

用两步阳极氧化法在0.3 mol.L-1草酸中制备了高度有序、具有纳米级孔洞的阳极氧化铝有序阵列模板.用场发射扫描电镜、X射线衍射及荧光光谱对其进行了结构和性能表征.实验结果表明多孔氧化铝模板的蓝发光带是由氧空位缺陷所引起的.对氧化铝模板的形成机理进行了分析,认为它的形成机理可以通过综合参考溶解模型和机械应力模型加以解释,并且电渗在阳极氧化膜的生长过程中起着重要作用.

第一原理方法在材料科学中的应用

为了从理论上阐明材料结构与其特性的关系,应用第一原理方法计算材料的电子状态,可以获得材料的特征参数,从而能够表征、预测甚至设计材料的结构与性能.选择密度泛函理论和基于第一原理的赝势方法,计算得到了Al、Si、BN等的晶格常数、体弹性模量、电子密度分布和能带结构,并介绍了这些基态物理性质在材料科学中成功应用的典型事例.

用第一性原理研究贵金属(Cu、Ag、Au)

基于密度泛函理论,采用第一性原理赝势法,首先计算了贵金属(Cu Ag Au)晶格常数及内聚能,在此基础上计算并分析了贵金属(Cu Ag Au)的态密度.计算结果表明,对于贵金属GGA给出的计算结果精度要高于LDA,计算所得结果与实验吻合.

Ga掺杂ZnO的电子结构与电性能的研究

采用密度泛函理论广义梯度近似第一性原理计算的方法研究了n型Ga掺杂的纤锌矿结构氧化物ZnO的晶格结构、能带结构和态密度,在此基础上分析了其电性能.计算结果表明,掺杂ZnO氧化物晶格a,b轴增大,c轴略有减小;Ga掺杂ZnO氧化物两能带之间具有0.6eV的直接带隙,需要载流子(电子)跃迁的能隙宽度较未掺杂的ZnO氧化物减小;掺杂体系费米能级附近的态密度大大提高,其能带主要由Gas态、Zns态和Os态电子构成,且他们之间存在着强相互作用,其中Gas态电子对导带贡献最大.电输运性能分析结果表明,Ga掺杂ZnO氧化物导电机构由Znp-Op电子在价带与导带的跃迁转变为Gas-Znd-Os电子在价带与导带的跃迁,这也表明Gas态电子在导电过程中的重要作用;掺杂体系费米能级附近的载流子有效质量较未掺杂体系增大,且价带中的载流子有效质量较大,导带中的载流子有效质量较小.

中子照相∑定量测量方法

本文描述了一种利用中子照相进行定量分析的方法,介绍了该方法的基本原理,并应用粒子输运程序MCNP模拟分析样品内部散射中子随样品与探测器之间距离变化对中子成像的影响。为削弱散射中子对中子透射成像图像信息的影响,对穿透样品的厚度进行了定量分析。

颗粒物质与颗粒流

颗粒物质研究是当前物理学研究的热点之一.在我国,对颗粒物质的研究才刚刚起步.本文主要是简单介绍颗粒物质的基本概念以及颗粒物质研究对工农业生产的意义,同时介绍国内外最近几年在颗粒物质方面的研究进展,再报道作者在颗粒物质研究方面的一些初步结果.

固体互扩散生长的唯象理论

原子互扩散过程中可以产生复杂的应力应变现象,但目前缺乏系统的理论分析。传统固体化学扩散理论的研究对象是扩散的原子或原子流,并不关心互扩散区域内微观体积单元的变化,因此无法描述原子扩散流与应力之间的关系。为了解决这一问题,作者借鉴流体力学的基本概念和方法,通过建立固体互扩散区域中“流点”的概念,推导了描述固体互扩散生长的普适方程,严格区别了相的体积生长与界面生长方式,并给出多元扩散偶中相生长的一般动力学描述。在此基础上,详细讨论了分别与两种不同生长方式相联系的扩散应力和扩散应变问题,并以此分析具有代表性的固态反应周期层片型结构的形成机理。

Ca掺杂ZnO氧化物的电子结构与电性能研究

基于密度泛函理论广义梯度近似第一性原理计算的方法,系统研究了Ca掺杂ZnO氧化物的晶格结构和电子结构,在此基础上分析了其电学性能。结果表明,Ca掺杂ZnO晶胞减小。Ca掺杂氧化物仍为直接带隙半导体材料,带宽达1.5 eV。掺杂体系费米能级附近的能带主要由Cas态、Cap态、Znp态和Op态电子构成,其中p态电子对价带态贡献最大,且Cas态、Znp态和Op态电子之间存在着更强的相互作用。Ca掺杂ZnO氧化物费米能级EF附近载流子浓度增加,运动速度减小,有效质量增加,导电机构为Cas态、Znp态和Op态电子在价带与导带的跃迁,具有更高的电导率,较高的Seebeck系数和综合电性能。

Cu掺杂对ZnO氧化物电子结构与电输运性能的影响

采用平面波超软赝势密度泛函理论计算方法研究了p型Cu掺杂的纤锌矿结构氧化物ZnO的电子结构,在此基础上分析了其电输运性能。计算结果表明,Cu掺杂ZnO氧化物具有0.6 eV的直接带隙,且为p型半导体,在导带和价带中都出现了由Cu电子能级形成的能带,体系费米能级附近的能带主要由Cu p态、Cu d态和O p态电子构成,且他们之间存在着强相互作用。电输运性能分析结果表明,Cu掺杂的ZnO氧化物价带中的载流子有效质量较大,导带中的载流子有效质量较小;其载流子输运主要由Cu p态、Cu d态、O p态电子完成,且需要载流子(空穴和电子)跃迁的能隙宽度较未掺杂的ZnO氧化物减小。

一维和二维系统中电子禁带与光子禁带的数学等价特性(英文)

论证了在不针对特殊的结构和未做任何近似的情况下 ,一维和二维系统中的电子的Schrodinger方程和沿垂直方向传播的 S极化光子的 Maxwell方程具有完全相同的数学形式 ,即二者在数学上是完全等价的 ,这自然解释了到目前为止发现的存在于电子晶体的电子禁带和光子晶体的光子禁带之间的许多相似性 .这种等价性还表明 ,在电子晶体中出现的许多现象可以推广到光子晶体中 ;

H_5^+团簇离子的形成和分解

简报报告了１．８ＭｅＶ的Ｈ＋５团簇离子及其产物的测量结果。讨论了Ｈ＋５的形成和分解反应。