单层SnS的光电效应及应变工程的第一性原理研究

光电探测器在工业制造和军事国防等各领域用途广泛。近年来,研究者在寻找一种兼具极化灵敏度高与光响应强的特点的光电探测器。在可见光范围内,SnS是一种制作具有各向异性光电探测器的半导体材料。本文基于第一性原理,采用非平衡态格林函数(NEGF)与密度泛函理论(DFT)结合的方法对单层SnS两个器件方向(Armchair和Zigzag)的光电性质进行理论计算。研究发现,在零偏压下,两个方向的光电流数值均较小,通过加偏压的方法可以获得稳定的光电流。计算了小偏压0.1~1.0 V(间隔0.1 V)、线性偏振光照射下最大光响应随光子能量的变化,发现单层SnS在光子能量为2.4与3.2 V时最大光响应数值较大且十分稳定,并结合能带图和态密度图分析了光响应产生的微观机制。本文通过计算消光比,发现单层SnS具有极强的偏振灵敏度。最后,通过施加双轴应变的方法,器件的不对称性显著增加,极大增强器件在零偏压下的光电流,其中压缩应力数值为-6%时对光电流的提升十分明显。希望以上结果能为单层SnS设计用于光电探测器提供理论参考。

数控机床的快速应变工程化设计方法

介绍了快速应变工程化设计方法的基本原理 。

汽轮机转子热应力及应变工程分析方法

本文介绍了用Neuber和Stowell经验公式,分析汽轮机转子热应力集中部位应力和应变的方法。同时对转子结构的二维应变分析和疲劳估算方法进行了讨论。

弹性应变工程

弹性应变工程是指通过改变材料弹性应变的大小来调控和优化其物化性能的技术。人们早在1950年左右就发现弹性应变可以大幅提高单晶硅中载流子的迁移率,并在20世纪90年代后期将其应用在CMOS工业中,产生了数百亿美金的效益。但由于当时大弹性应变很难在其它材料体系内实现,弹性应变工程并没有引起人们的普遍关注。近年来,随着纳米材料制备技术的蓬勃发展,人们发现纳米材料能承受比其块体母材高达10～100倍的超大弹性变形。这重新燃起了人们对弹性应变工程的研究兴趣,并取得了很多富有应用前景的成果。例如,理论计算和初步的实验结果表明,拉应变能使锗从间接带隙半导体转变为直接带隙的半导体,从而显著改变其光学特性;应变梯度不仅能增加二硫化钼单分子层材料吸收太阳光的谱宽,而且能降低激子的束缚能,并使其沿应变增加方向定向移动;通过弹性应变调控可大幅提升光催化分解水制氢等。综述了弹性应变工程的发展历史和研究现状,并对其未来的发展方向进行了剖析和展望,期望为本领域的研究人员提供参考!

应变工程调控金属材料的电催化性能研究进展

金属基催化材料在电催化反应中占有举足轻重的地位,金属催化剂的电子结构显著影响其电催化性能。应变工程能调控金属催化剂表面原子的电子结构,改变金属与吸附物分子的相互作用强度,影响电催化性能。综述了近年来金属催化剂中应变工程的引入策略,重点评述应变与金属电催化反应性能的构效关系及其作用机制,并对该领域的发展趋势进行了展望。

范德瓦耳斯材料的原位应变工程与应用

范德瓦耳斯材料凭借独特的结构和优异的性能在应变工程领域引起了广泛的关注.通过改变原子晶格和电子结构,应变可以调控范德瓦耳斯材料的物理性质,最终实现高性能的新原理电子器件.首先总结了诱导原位应变的实验方法,然后通过回顾范德瓦耳斯磁性、超导和拓扑材料在原位应变调控研究的最新进展,以及应变相关的器件应用开发,探讨该领域当前面临的挑战和未来的机遇.

线性弹性体的工程应力和工程应变的关系

介质在发生弹性形变时,由于泊松系数的存在,会发生横向变化,使得工程应力和工程应变不相等,而且实际工程测量中比较容易得到的是工程应力和工程应变得测量结果,因此这就有必要研究在线弹性阶段工程应力和工程应变之间的关系,对常见的拉伸和剪切形变情况下弹性体的工程应力与工程应变的关系做一初步的讨论。

全局转录机器工程调控微生物代谢的应用进展

全局转录机器工程(global transcription machinery engineering,gTME)采用微生物作为“细胞工厂”从转录水平扰动基因表达,直接或间接操纵全局转录调控网络,是一种在基因和细胞水平改造微生物、强化目标性能的高效方法。近年来gTME在增强菌株耐受性、提高应答反应能力、高产代谢产物等方面被广泛应用,较传统方法具有快速优化代谢途径、显著提高产物效率等优势。该文综述了gTME分子机制、在应变工程和代谢工程中最新进展及相配合的进化手段,以及高通量筛选策略,以期为微生物改造和代谢工程研究提供帮助。

多铁性材料的应变调控

多铁性材料是一种同时具有铁电、铁弹、铁磁等两种或者两种以上"铁性"的材料,可以通过多种序参量的耦合产生新的效应,在电子信息、传感、存储、无线网络等领域具备广阔的应用前景。当前在室温下具有强磁电耦合效应的多铁性材料仍然是学者们研究的重点,但基于多铁材料的器件还没有实现应用。应变工程是一种可以有效影响多铁材料物理性质的调控手段,通过晶格与电子、自旋、轨道等的相互作用来影响材料的电、磁、光、声等物理特性,因此通过应变调控多铁性薄膜结构和性能,受到了研究人员的广泛关注。本文通过调研多铁性材料中应变工程的研究,总结了应变调控手段及其对材料物理性能的影响,期望为多铁性材料的研究和发展提供研究思路。

关于塑性应变比的测定

此文用直接法和间接法研究了δ值和计算方法对γ值的影响。发现γ值基本上与δ无关。δ只影响其测量精度,δ愈大愈有利于提高γ的测量精度。计算方法对γ值的影响只在δ值较小时。随δ增大,计算方法的影响逐步消除。

卷曲量子阱薄膜中的应变特性

嵌入非对称耦合量子阱(quantum wells)的纳米薄膜经过化学腐蚀后,在应变工程技术下卷曲成三维的管状结构,不同管径的微管其光学特性存在不同的模式,对应两种应变释放:单轴应变释放和双轴应变释放.为研究应变状态之间的内在联系以及影响应变状态的客观因素,实验上用不同浓度的HF酸腐蚀液对纳米薄膜牺牲层进行腐蚀并卷曲成三维管状结构.对微管荧光光谱的测试结果显示,微管的单轴应变释放和双轴应变释放不仅与衬底有关,还与微管卷曲的起始状态有关,在一定条件下两种应变可以相互转换.

测定金属薄板塑性应变比R值的新方法

本文通过对R值计算表达式的分析与推导,得出了试样宽度方向的工程应变ε′(工程应变指拉伸试验过程中的任一时刻,原始标距增量与原始标距之比的百分数)与长度方向的工程应变ε之间的数学表达式。再据此用透明板制作出R值读数样板,使每次测试时,只需把测试曲线与样板比较就可直接获得所测金属薄板的R值。

長隧道災害應變及救援作業探討——以北宜高速公路雪山隧道為例

以火災時消防搶救活動時間之程序,分就進入長隧道途徑與事故救援及分工,建構火災搶救之應變方式,並探討各工作執行單位有效掌握隧道火災發生前、火災初期應變能力與持續擴大時應變能力等不同階段之影響因素。以台灣北宜高速公路雪山隧道(長12.9km)為例,探討其災害應變及救援作業,供營運管理單位於各類災害(特別是火災)發生時,迅速反應、統一指揮及快速救援,以減少人員傷亡及災害擴大。同時,基於長隧道火災境況,提出隧道消防設施設計規劃建議。

测定金属薄板塑性应变比R值的一种新方法

本文通过对R值计算表达式的分析和推导,得出了试样宽度方向的工程应变ε＇(工程应变:拉伸试验过程中任一时刻,原始标距增量与原始标距之比的百分数)与长度方向的工程应变ε之间的数学表达式(3)。从而以此为依据,用透明板制作出R值读数样板,这样,每次测试时,只要把测试曲线与R值读数样板比较,就可以直接得到所测金属薄板的R值。

单轴应变对Sb_(2)Se_(3)空穴迁移率的影响

硒化锑(Sb_(2)Se_(3))是一种物相简单、元素丰富、经济友好的太阳电池吸收层材料,具有广阔的应用前景.然而,Sb_(2)Se_(3)较弱的导电性成为了限制电池器件性能的重要因素.迁移率是材料与器件的重要电学参数,应变可以改变载流子迁移率,因此,研究应变对Sb_(2)Se_(3)的载流子迁移率特性影响具有实际意义.本文通过密度泛函理论和形变势理论,系统研究了单轴应变对Sb_(2)Se_(3)能带结构、禁带宽度、等能面、有效质量的影响,分析了沿着x,y,z方向的三种单轴应变对载流子沿着x,y,z方向的迁移率μx,μy,μz的影响.研究发现,对于无应变的Sb_(2)Se_(3),μx远大于μy和μz,实验上应该将x方向作为Sb_(2)Se_(3)的特定生长方向(即内建电场方向).综合应变对带隙、等能面、分态密度及迁移率的影响,本研究认为当应变沿着y轴方向,且压应变为3%的时候,能获得最佳性能的Sb_(2)Se_(3)太阳电池吸收层材料.

三轴应力状态下盐岩强度分析探讨

通过分析盐岩在三轴应力状态下的变形,说明了较高围压下盐岩的大变形特性,提出了三轴应力状态下,利用轴向荷载除以试件初始横截面面积得到应力-应变关系存在的问题,据此对工程应变和对数应变进行了分析和对比,阐明了这两种应变的适用条件,并开展了不同围压下的试验测试和对试验结果对比分析。研究揭示了应利用对数应变分析盐岩的大变形特性和对变形后的应力进行修正,得到了盐岩的工程应变和对数应变均可表示为围压的线性函数,围压为20 MPa时的轴向压缩变形量是5 MPa时的3.09倍。围压越高,对数应变修正得到的最大轴向应力与不修正的差值越大,用对数应变修正后的轴向应力低于不修正的结果,围压达到20 MPa时,前者仅为后者的63.85%。

深部煤岩组合体整体破坏的非线性模型研究

煤是一种复杂的地质体,其内部具有大量的微裂隙及孔隙。煤岩组合体中,岩石为较硬的部分,煤及其内部微裂隙、孔隙及岩-煤之间的界面共同组成较软的部分。根据工程应变和自然应变(真实应变),建立了表征煤岩组合体的非线性理论模型。该理论模型与煤岩组合体的单轴压缩试验数据吻合度较好。对该理论模型进行简化并对参数进行了讨论,发现参数a约等于1;参数b、参数c与煤样尺寸、弹性模量有关,参数b越大,非线性段逐渐延长,且增大速率基本保持不变;参数c越大,非线性段同样逐渐增长,但是增大速率逐渐减小,并且随着轴向荷载的增加,线性段逐渐重合。

宁东黄土状粉土三轴试验变形数据处理方式

土体强度参数和变形特征的正确获得对公路、铁路及各种工业与民用建筑的设计和安全运营具有重要意义。该文以宁夏宁东地区黄土状粉土为代表,通过分析其在三轴应力状态下的变形,对工程应变和对数应变及其相应的数据处理结果进行了分析和对比。研究表明:对数修正后得到的最大轴向应力低于规范方法面积修正的应力,并且围压越高,对数修正与面积修正得到的最大轴向应力差值越大。以往采用工程应变进行面积修正的数据处理方式得到的宁东黄土状粉土的强度要比对数修正后的强度平均高15%左右,这会高估黄土状粉土的强度,采用对数应变代替工程应变的度量方式更偏于安全。

固液界面的力-电-化学耦合及在电催化体系中的应用

目前许多新型高效金属催化剂在设计制备中都考虑到表面力学因素,例如层状结构、核壳结构等,其表面高活性原子受到不同程度的应变作用.应变可直接改变金属的能带带隙,对催化剂表面的电化学反应产生显著影响,是一种有效提升材料催化活性的新思路和制备高性能催化剂的新途径,因此受到了科研工作者的广泛关注.传统的材料应变工程手段存在着活性物质层的应变值难以精确定量,并缺少实时调控以及制备工艺繁琐等难题,导致应变与电催化活性相关性规律识别方面的理论和实验研究进展缓慢.相比于传统的材料手段,交变载荷产生的应变具有幅值和频率的可变性以及连续的调控性,在实验中可以完全排除噪声、缺陷、空位、基底效应等其他外部或材料本征的影响因素.该综述从经典固液界面热力学表述出发,简要介绍了电催化体系中的力-电-化学耦合效应,归纳总结目前电催化体系中应变施加的实验手段和分析方法,并基于目前相关研究着重讨论在交变载荷作用下应变对金属表面电催化反应的作用机理,最后从力学角度展望了表面力学在电催化体系中的研究重点及发展趋势.

GaN HFET研究的最新进展

综述了GaNHFET研究中材料生长和工艺研究的新进展,介绍了器件向高频、大功率方向发展的现状及其应用前景,总结了优化器件性能和商品化问题中的二维场结构和电子态、纳米金属介质层、应变能带工程及介质势垒等重要课题。