基于分子动力学的P(VDF_(50)-TrFE_(50))高电场极化仿真

P(VDF-TrFE)类共聚物具有优异的铁电性能,可用于制作柔性压电传感器。在试验研究中,通常采用高电场极化来增强其压电效应。为了研究该共聚物的传感特性,本文利用分子动力学模拟软件Materials Studio(MS)建立P(VDF_(50)-TrFE_(50))的三维晶胞模型,模拟高电场极化过程,分析各项极化条件对其剩余极化的影响。结果显示:在高电场强度下,晶胞内的大部分铁电畴在极短时间内完成翻转;P(VDF_(50)-TrFE_(50))的极化强度与外加电场强度正相关,但当电场强度高于5 V/nm后,极化强度增长减缓;晶胞在低温时保持铁电相而在高温时转变为顺电相;被充分极化的P(VDF_(50)-TrFE_(50))晶胞的最高剩余极化强度为59.94 mC/m^(2)。该研究表明MS软件具有模拟P(VDF-TrFE)聚合物材料压电特性的能力,可为后续试验研究及传感器制作提供仿真依据。

电场极化下GeS_2-Ga_2S_3-PbI_2硫卤玻璃的二阶非线性光学效应

采用Maker条纹测试方法,首次在电场-温度场极化GeS2-Ga2S3-PbI2准三元体系硫卤玻璃中观察到了明显的二次谐波发生(SHG).对于70GeS2·15Ga2S3·15PbI2组分玻璃,详细研究不同极化电压、极化温度和极化时间对二次谐波(SH)强度的影响,发现当极化温度高于190℃,电压高于4·0kV时,可以观察到SHG并且SH强度随极化电压与时间的升高而增大直至饱和.在6kV极化40min的条件下,SH强度随极化温度的升高先增大后减小.在6kV、250℃、40min的最佳极化条件下,70GeS2·15Ga2S3·15PbI2玻璃的二阶非线性极化率χ(2)达到最大值4pm·V-1.根据偶极子取向模型,讨论了二次谐波效应的机理是该硫卤玻璃中偶极子在高温条件下摆脱网络束缚沿外加电场方向取向调整,从而破坏了玻璃的宏观各向同性所致,并定性解释了极化条件对玻璃二阶光学非线性效应的影响.

硝基苯的电场极化效应及其电还原理论研究

以半经验分子轨道方法计算在点电荷模拟电场中硝基苯的分子结构参数.结果表明正、负电场较大程度地降低了分子的生成热,增加分子的稳定性,改变了极性分子的偶极矩,对极性基团的部分键有较强的活化作用.分子生成热和偶极矩为负电场强度的二次函数.分子生成热与电荷-偶极(20%)和电荷-非偶极(80%)相互作用有关.偶极矩中线性极化占90%,非线性极化约10%.负电场极化效应改变了硝基苯的前线轨道的组成成分,增强了电子和轨道的离域性,为还原反应提供有利的分子轨道,有利于硝基苯的还原.

电场极化与振荡剪切对聚偏氟乙烯β相形成的影响

通过电场极化、振荡剪切及以上两种外场同时作用于聚偏氟乙烯(PVDF)熔体,借助红外光谱仪对PVDF在外场作用下结晶形成β相的行为进行了研究。结果表明,电场极化作用能促进PVDF极性β相的形成,随着电场强度提高,β相含量逐渐增加。振荡剪切对β相的形成也有一定促进作用,β相含量随振荡频率的提高略有增加;但两种外场的同时作用,却并不表现出协同效果。

外电场极化银-钛酸钡/涤纶织物制备及其光催化性能

为降低光生载流子的二次复合,提高粉体光催化剂降解印染废水后的可回收性,利用施加外电场极化与表面沉积贵金属改性法制备银-钛酸钡(Ag-BaTiO_(3))纳米粉体,以涤纶织物为基体制备涤纶基Ag-BaTiO_(3)复合材料(Ag-BaTiO_(3)/涤纶织物)。对材料的微观结构和形貌进行表征,以活性黄X-B染料为目标降解物,评价极化前后Ag-BaTiO_(3)/涤纶织物的光催化性能。结果表明:Ag-BaTiO_(3)纳米颗粒均匀沉积在涤纶织物表面,表面沉积贵金属Ag提高了BaTiO_(3)的可见光吸收活性;经外加电场极化处理后,Ag-BaTiO_(3)的剩余极化强度由1.61μC/cm^(2)增加至4.22μC/cm^(2);Ag-BaTiO_(3)/涤纶织物对目标染料的降解率由88.36%提升至99.36%。

电场极化增强的AlN薄片的储氢特性

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一原理方法,研究了外加电场对单层AlN薄片储氢性能的影响。通过几何优化得到AlN薄片最稳定的吸氢位置为N原子顶位。研究结果表明:在一定范围内,随着外加电场强度的增加,H2分子在AlN薄片上的吸附能逐渐增大,N—H键长越来越小,H—H键长越来越大。态密度分析表明,加上外电场之后,H-1s轨道与N-2p轨道杂化导致N与H间的交互作用增强。说明电场极化使AlN薄片与H2分子结合得更加紧密,大大提高了AlN薄片的储氢稳定性。而一旦撤销外加电场,H2分子又能恢复到在AlN薄片上的物理吸附状态,使得吸放氢可逆。研究还发现在电场作用下,可同时在AlN薄片的上下表面各吸附一层H2分子,储氢容量显著提高。

电场极化调控共轭聚合物薄膜润湿性

首次采用电场极化技术精确控制共轭聚合物(P_3HT)薄膜表面的润湿性,通过调节极化条件,成功实现了对P_3HT薄膜表面润湿性的精确控制,薄膜表面水接触角可以实现从疏水性到亲水性转变。通过光谱学、形貌学及接触角等表征手段,详细研究了电场极化作用下共轭聚合物分子取向聚集形态及作用机理。该工作不但扩展了共轭聚合物薄膜材料的应用范围,也为分子形态学的研究奠定了基础。

外加电场极化法制备LiNbO_3周期性畴反转的工艺研究

对用外加电场极化法实现铁电畴周期性极化反转LiNbO3晶体 (PPLN)的工艺进行了研究 ,首先采用光刻工艺技术在Z切厚度为 0 5mm的LiNbO3晶体的正畴面和负畴面上刻蚀出与掩膜板完全对应的金属Al电极 ,然后在两电极上施加一系列的脉冲电压 ;在实验研究中 ,通过控制脉冲幅度、脉冲宽度、脉冲个数和脉冲电流 ,确定了最佳实验参量 ,并成功地制备出了周期为 9 5 μm的三阶准相位匹配铁电畴周期性极化反转LiNbO3晶体。

电场极化条件对石英玻璃的电致二阶非线性光学效应的影响

报道了电场极化条件对石英玻璃的电致二阶非线性光学效应的影响的研究结果。通过实验发现，石英玻璃经较高温度下的电场极化作用所产生的二次谐波发生与极化温度、极化电压具有相关性，并表现出一定的规律性：在一定的极化电压下，二次谐波强度在某一适中的温度下达到极值；在一定的极化温度下，二次谐波强度随极化电压的增大而逐渐增强，并渐趋饱和。根据玻璃的电致二阶非线性极化的“偶极子取向”模型，解释了实验结果。

外加电场极化法制备LiNbO_3铁电畴反转光栅

在室温下，应用外加电场极化法对z切0．5mm厚的LiNbO3晶体实现了铁电畴反转，并成功地制备了LiNbO3铁电畴反转光栅。

基于结模型的极化石英光纤内建电场分析

用多载流子模型分析了D型石英光纤的热极化过程及耗尽层的形成，分析了氢离子注入及钠离子耗尽层的形成。并把正负电荷的交界处类比为pn结，分别计算了所形成的内建电场大小。最终得出极化完成后石英光纤的二阶非线性效应主要由钠离子的耗尽形成，计算出的内建电场大小约为10^8V／m，由此算出的二阶非线性系数的数值在0.10～0．60pm／V，和实验报道数值符合较好。

准速度匹配相位调制器钽酸锂晶体的室温电场极化技术

利用准速度匹配技术可以实现大调制度的电光相位调制器,从而可以用来展宽激光频谱,它在光谱学、激光变频以及改善激光均匀性等方面有重要应用。当大功率激光通过调制器时,要求晶体的通光面积越大越好,所以大面积并且具有较大厚度的铁电晶体的室温极化技术成为准速度匹配实现的关键技术。详细研究了大面积并且厚度达到1 mm的钽酸锂晶体的电场室温极化过程,针对在极化过程中外部施加高电压时产生的回流现象,采用了改变极化时间来抑制,取得了较好的效果。利用热释电和化学腐蚀方法,成功地实现了钽酸锂晶体的大面积畴反转。该种技术同样可以用于其他大面积铁电晶体的极化。

聚焦型激发极化电场的数值模拟方法

为了研究聚焦型激发极化测井方法， 利用恒稳场和似稳场本质上类似于静电场的特征， 从而应用电流密度连续性方程和电位的连续性等条件建立了直流环源的多层径向阶跃媒质电场的数理模型。首先用等效电阻率法给出了全空间激发极化电位分布的解析表达式， 然后建立了一次场和激发极化总场的微分方程及其边界条件。进而利用有限元法直接求出激发极化电场分布的数值解。

极化电场取向对应力诱发PZT畴转向增韧的影响

研究了 PZT 压电陶瓷断裂韧性 k_(1c)随温度、特别是铁电相变的变化.探讨了极化电场与外应力的相对取向对材料 K_(1c)的影响.结果表明,断裂韧性随温度升高而下降至居里点处的最低值,然后略有回升.基于裂纹尖端应力诱发畴转向的增韧机理,极化取向垂直于外张应力时的 K_(1c)比平行取向的高.

电场极化调控聚(3-己基噻吩)薄膜润湿性

本文首次采用电场极化技术精确控制共轭聚合物P3HT薄膜表面的润湿性,通过调节极化条件,成功实现了对P3HT薄膜表面润湿性的精确控制,薄膜表面水接触角可以实现从疏水性到亲水性的转变.通过光谱学、形貌学及接触角等表征手段,详细研究了电场极化作用下共轭聚合物分子取向聚集形态及作用机理.该工作不但扩展了共轭聚合物薄膜材料的应用范围,也为分子形态学的研究奠定了基础.

AlGaN合金中局域态和极化电场的竞争机制

通过MOVPE方法生长了不同Al组分的3块AlxGa1-xN样品,利用稳态光谱和时间分辨光谱对其样品的光学特性进行了分析。鉴于影响氮化物发光性质的极化电场或局域态的单一机制不能充分解释我们的实验现象,提出了局域态-内部极化电场竞争的机制。通过对实验数据的分析,得出如下重要结论:样品PL峰位蓝移的温度起点基本对应于局域态和极化电场起作用的交替点,PL峰位发生蓝移的温度起点与光强-温度曲线的斜率出现明显变化的温度点一致;随着温度的升高,若AlGaN合金样品中PL峰位存在二次蓝移,则说明样品中电场分布不均匀。

极化电场对无锡自抛光型防污涂料Cu^(2+)渗出影响初探

试验分别采用阴极极化试验、阴极表面形貌分析、阴极表面元素分析和试验电解液Cu2+浓度分析,研究极化电场对防污涂料中Cu2+渗出速率的影响,初步研究结果表明,适当的极化电场对Cu2+渗出的控制有益。

势垒硅掺杂对GaN基LED极化电场及其光电性能的影响

势垒硅掺杂对InGaN量子阱中的电场及LED器件的光电性能有着重要的影响。采用6×6 K·P方法计算了不同势垒硅掺杂浓度对量子阱中电场的变化,研究表明当势垒硅掺杂浓度>1e^(18)cm^(-3)时,阱垒界面处的电场强度会变大,这主要是由于硅掺杂浓度过高导致量子阱中界面电荷的聚集。进一步发现随着势垒掺杂浓度的升高,总非辐射复合随之增加,其中俄歇复合增加,而肖克莱-霍尔-里德复合随之减少,这是由于点陷阱的增大形成了缺陷能级。电流电压曲线表明势垒掺杂可有效改善Ga N基LED的工作电压,这归于掺杂浓度的提高改善了载流子的传输特性。当掺杂浓度为1e^(18)cm^(-3)时,获得了较高的内量子效率,这主要是由于适当的势垒掺杂降低了量子阱中界面电荷的损耗。

极化电场对可激发介质中螺旋波的控制

螺旋波在不同的物理、化学和生物系统中普遍存在.周期外场,比如极化电场,尤其是具有旋转对称性的圆极化电场可对螺旋波动力学产生重要影响.本文综述了极化电场对可激发介质中螺旋波的控制,包括共振漂移、同步、手征对称性破缺、多臂螺旋波的稳定、次激发介质中的螺旋波、三维回卷波湍流态的控制、心脏组织中螺旋波的去钉扎、心脏组织中螺旋波湍流态的控制等.

直流电场诱导LB膜中分子重新取向研究

用旋转二次谐波产生方法研究了半花菁 /花生酸 Y型交替 LB多层膜中由外加法向直流电场诱导的分子的重新取向 .外加法向直流电场能够有效地改变 L B膜中光学活性半花菁分子的取向 ,迫使其长轴转向电场的方向 .随着极化电场的增大 ,分子在基板平面内的各向异性逐渐减小 ,而二次谐波强度的增量则随外加电场的增大而呈现平方增长的规律 .在室温下 ,用 1 .3× 1 0 6 V/ m的电场极化 1 0 min,可以使半花菁 L