不同老化程度XLPE/SIR复合绝缘的电荷输运特性

交联聚乙烯(XLPE)与硅橡胶(SIR)是目前常用的高压直流电缆本体绝缘与附件增强绝缘材料,二者构成的复合绝缘在长期热应力作用下会发生老化。为探究不同老化程度XLPE/SIR复合绝缘的电荷输运特性,本研究制备了不同老化程度的XLPE/SIR试样,对其进行空间电荷与等温松弛电流联合测量。同时结合傅里叶红外光谱(FTIR)测试与量子化学计算(QCC),构建了老化前后XLPE/SIR体系的能带模型,基于此对XLPE/SIR的电荷输运行为进行探讨。结果表明:XLPE/SIR中间界面始终积聚负电荷,且电荷量随老化时间延长而增多。阴极与阳极附近始终存在同极性电荷积聚,且分布范围随老化时间延长而减小。材料发生老化后,SIR中的电荷陷阱深度变化不大,而XLPE中出现了更深的电荷陷阱。未老化XLPE/SIR中间界面处的负电荷积聚主要由Maxwell-Wagner极化导致,而老化后试样界面负电荷积聚增多主要与SIR中引入了电子浅陷阱以及XLPE中引入了电子深陷阱有关。

双带紧束缚模型中噪声对超晶格中电子输运性质的影响(英文)

运用直交流电场驱动下的双带紧束缚模型,研究了噪声对超晶格中电子输运性质的影响.数值结果表明,外部噪声能够破坏瞬时电流的周期性并且能够削减长时平均电流的峰值.随着噪声强度的增加,平均电流峰的高度降低,宽度增加;当增大噪声的衰减常数时,平均电流峰会有类似上述变化.

不同Ce含量的Nd_(2-x)Ce_xCuO_4(x=0.14,0.15)单晶的输运性质

通过对电子型超导体Nd2-xCexCuO4(x=0.14,0.15)单晶ab面电阻率、热电势及热导的研究,发现x=0.14样品的热电势在42K附近变号,而x=0.15的热电势在整个温区都是正值,但在高温区两个样品的热电势都呈现负斜率,此现象只能归因于系统中同时存在一个电子型的能带和一个空穴型的能带。而且其电阻率行为也能用双能带模型很好的解释。随着x增加,高温区热导增加而低温区的声子峰被压低,表明载流子对热导的贡献在增加,同时声子的散射也在增加。

吲哚并咔唑类衍生物载流子传输性质的理论研究

以密度泛函理论结合跳跃模型,重点研究了氯原子和烷基链的引入对吲哚并咔唑类衍生物传输性质的影响.计算结果表明,与吲哚并[3,2-b]咔唑(1)相比,氯原子的引入增大了2,8-二氯吲哚并[3,2-b]咔唑(2)和2,8-二氯-5,11-二己基吲哚并[3,2-b]咔唑(3)的最高占据分子轨道(HOMO)的离域程度,而对最低未被占据分子轨道(LUMO)则无显著贡献,但明显降低了二者的能级.上述结果表明,对于LUMO,氯原子体现了吸电子效应,而对于HOMO,氯原子体现了共轭效应.烷基链的引入使化合物3的空穴迁移率明显高于化合物1和2,这主要归因于化合物3具有更加紧密的分子堆积,尤其在跳跃路径A中,具有更大的分子间电子耦合和轨道重叠.同时能带结构的计算结果进一步证明,氯原子和烷基链的同时引入大大改善了吲哚并咔唑类衍生物的电荷传输性能.

卤素、氰基及N原子修饰对四硫富瓦烯衍生物载流子传输性质影响的理论研究

基于密度泛函理论结合跳跃模型和能带理论研究了氟、氯、氰基和N原子的引入对四硫富瓦烯(TTF)衍生物载流子传输性质的影响.计算结果表明,嵌N修饰会降低分子重组能,特别是当N原子靠近TTF主体环时作用更明显.与引入卤素修饰相比,引入氰基修饰的分子具有更小的电子和空穴重组能及更低的前线分子轨道(FMO)能级.同时迁移率的计算结果显示,分子6具有1.15 cm2·V-1·s-1的高电子迁移率,考虑其较低的LUMO能级,推测其有望成为潜在的优异电子传输材料,而相似的电子和空穴迁移率使分子2有望成为潜在的双极性传输材料.同时还考察了S和N原子之间的弱相互作用,当S或N原子对分子HOMO(或LUMO)有贡献时,其相应的空穴(或电子)传输能力会有所提高.

微波低温制备Mg2Si0．4Sn0．6-yBiy热电材料的传输机理

德拜弛豫理论表明,在频率为2.45 GHz的外加交变电磁场的作用下,微波对极性分子的极化过程约为10^(-10)s,因此利用微波固相反应可以在短时低温条件下制备出纳米粉体材料.本文以MgH_2代替Mg粉,利用微波固相反应在低温下制备了Mg_2Si_(0.4)Sn_(0.6-y)Bi_y(0≤y≤0.03)固溶体,并结合单带抛物线计算模型对其热电传输机理进行了分析.研究结果表明:利用该工艺可以有效抑制Mg的挥发和MgO的生成,在400?C保温15 min即可完成MgH_2与Si粉和Sn粉的固相反应,获得片层间距为100 nm的超细化学计量比产物;杂质Bi的引入可以有效增加载流子浓度,并引起晶格畸变,在晶格畸变和样品特有的纳米片层结构的协同作用下,声子得到有效散射,样品具有最低的热导率1.36 W·m^(-1)·K^(-1).较低的有效掺杂率和复杂的能带结构具有降低能带态密度有效质量和减小载流子弛豫时间的双刃效应,使得本征激发提前,在600 K样品取得最大ZT值为0.66.

梯子形石墨烯纳米条带输运性质的研究

在紧束缚近似下,采用Green函数和Landauer-Büttiker公式计算了梯子型石墨烯纳米条带的电子输运性质。结果表明,随着阶梯数的增加,梯子型石墨烯纳米条带电导峰以0.0 eV为中心发生对称分裂,中心电导峰减小直至消失;随着阶梯间间隔变大,电导峰减小。通过数值计算,揭示了该新型石墨烯结构电子输运的物理机制,为基于石墨烯的新器件的设计和优化提供理论指导。

长江中游石首河段崩岸数值模拟研究

以石首河段为例,针对弯曲河段复杂的地形和河势,基于移动坐标的计算原理,建立移动坐标下的平面二维水沙数学模型。通过在泥沙运动方程中增加横向输沙项,对该模型进行扩展,使其能较好地模拟弯道环流的横向输沙效应;借助土力学中边坡稳定性理论,对河岸崩塌变形进行数值模拟。对该河段水流泥沙运动过程及河床演变过程的复演结果,表明该模型不仅能够模拟该河段水流运动规律,而且还能模拟河道的崩岸。

双掺杂LiNbO_3:Fe:Mn晶体局域光折变体全息光栅形成及衍射特性

将带输运模型与二维耦合波理论相结合,研究了双掺杂LiNbO3∶Fe∶Mn晶体中由两束有限宽度平面波干涉产生的局域光折变体全息的动力学机制及其衍射特性。采用三步法联立求解了双中心带输运物质波方程和二维耦合波方程。数值计算结果表明,局域光折变体全息光栅的空间电荷场在空间上呈不均匀分布。当光栅区域较小时空间电荷场较强,随着光栅区域的增大,空间电荷场急剧下降,并降低一个数量级。此外,在接近光束入射边界的区域,空间电荷场时空变化规律与一维无限大光折变体全息光栅的结果相似,随着光栅区域的扩大,边界效应对空间电荷场的影响越显著。研究还发现,局域光折变体全息光栅的衍射效率随光栅厚度的增加而增加。理论结果对于由局域光折变体全息光栅形成的光学器件与系统的设计和应用具有重要的参考意义。

(n)nc-Si:H/(p)c-Si异质结中载流子输运性质的研究

采用常规等离子体增强化学气相沉积工艺 ,以高H2 稀释的SiH4 作为反应气体源和PH3 作为磷原子的掺杂剂 ,在 p型 ( 10 0 )单晶硅 ( (p)c -Si)衬底上 ,成功地生长了施主掺杂型纳米硅膜 ( (n)nc Si:H) ,进而制备了 (n)nc Si:H/ ( p)c Si异质结 ,并在 2 30— 42 0K温度范围内实验研究了该异质结的I V特性 .结果表明 ,(n)nc Si:H/ ( p)c Si异质结为一典型的突变异质结构 ,具有良好的温度稳定性和整流特性 .正向偏压下 ,该异质结的电流输运机理为复合 隧穿模型 .当正向偏压VF<0 .8V时 ,电流输运过程由复合机理所支配 ;而当VF>1.0V时由隧穿机理决定 .反向偏压下 ,该异质结具有良好的反向击穿特性 .

光电材料中的输运理论与计算

有机半导体作为一种新型光电材料,近年来取得了重要的研究进展。针对有机材料的电致发光、载流子输运、光伏器件中形貌对能量转化效率以及对开路电压和短路电流的影响、热电转换等问题,发展了多尺度的计算模拟方法,并提出了有机半导体的局域电荷量子核隧穿模型。

光生伏打效应与光折变光栅的建立

带输运模型是目前被广泛接受的光折变理论.该模型以扩散机制为主.在某些情况下加上两个修正,即有外场时的漂移机制和光生伏打效应.其中光生伏打效应被考虑为等效于外加电场.而且常常被忽略了.作者认为光生伏打效应应当总被看作与扩散相并列的光折变机制,而且在铁电晶体.如LiNbO_3.中.光生伏打效应常常超过扩散而成为光折变过程的主要机制.文中将已有的光生伏打效应的唯像理论加以扩展,对产生光折变光栅的过程给出了较全面的分析.

光强变化对双中心非挥发光折变局域体光栅的影响

为研究局域体光栅的光折变形成机制及衍射特性,以双中心非挥发全息记录方案为基础,将带输运模型与二维耦合波理论相结合,采用数值模拟的方法,研究紫外敏化光强和记录红光总光强的变化对LiNbO_3:Fe:Mn晶体中局域体光栅的影响,并给出定影结束时平均折射率调制、衍射光波振幅及衍射效率的模拟结果。研究发现:记录红光总光强不变时,平均折射率调制随紫外敏化光强增加而增加,而紫外敏化光强的改变对衍射波振幅的分布影响不大,衍射效率随紫外敏化光强度的增大先增大后减小,存在最佳紫外敏化光强,以获得80%以上的最高衍射效率。当紫外敏化光强不变时,随着记录红光总光强的增加,记录折射率光栅逐渐减弱,衍射波振幅分布变得越来越均匀,衍射效率逐渐降低。