富水砂层输水隧洞隔水层厚度的影响因素与分析

在长距离输水隧洞设计建设过程中,难免会穿越地质复杂地区,而进行科学合理的工程设计是保证施工和运行安全的重要途径。此次研究利用数值模拟的方式探讨了富水砂层输水隧洞隔水层厚度的影响因素,并获得相应的变化规律,提出具体的工程建议,对相关的理论研究和工程实践具有重要的支持和借鉴意义。

恒压阳极氧化Al_2O_3膜形成过程的理论研究

测定了恒压下在1mol／L硫酸中铝进行阳极氧化时电流随时间的变化。经过理论计算并通过试验证明，恒压下铝的阳极氧化过程是由三个阶段组成，第一是隧道效应控制过程；第二是离子迁移控制过程；第三是多孔层的形成与生长过程。

利用尖劈和粗糙元技术模拟大气边界层的研究

在尖劈和粗糙元大气边界层模拟技术的基础上增加了格栅挡板这一涡旋发生器,有效地提高了风洞上方的湍流强度,利用该组合边界层发生装置建立了边界层风场。测量了模拟风场的平均风速剖面,湍流强度剖面,风谱等参数,讨论了格栅挡板增加后风场平均风速剖面和湍流强度剖面的变化。三角形尖劈阻风面积沿高度递减产生近似线性的风速剖面,粗糙元调整平均风速和湍流度剖面分布,格栅挡板提高了风洞上方的湍流度。结果分析表明:试验所得风场满足模型试验所要求的小粗糙度和大湍流度的要求。然而,模拟风场的湍流功率谱和积分尺度的高度变化规律和实际大气边界层相反,这是由尖劈下宽上窄的构造特点所决定的。

一维单势垒光量子阱中多通道特性分析

用传输矩阵法研究了形式为(AB)m(CD)n(BA)m的一维单势垒光量子阱结构的隧穿通道特性。研究结果表明,阱层周期数决定了光量子阱中隧穿通道个数。垒层周期数对通道位置、个数、间距无调控作用。晶格常数变大,能明显调节隧穿通道的位置及间距,且晶格常数越小,通道越精细。入射角变化可对通道的位置、间距进行微调,且角度越大,通道越精细。该特性可为设计可调多通道光学滤波器等量子光学器件提供指导。

介质阻挡放电等离子体与激波相互作用实验研究

主要针对介质阻挡放电等离子体改变激波系结构展开了实验研究。验证了介质阻挡放电等离子体气动激励能够对边界层施加影响,顺气流放电时能减小激波强度,逆气流放电时能增大激波强度。逆气流放电时,3组电极放电与4组电极放电比较,3组电极放电时压比更高。由于在该实验中放电区域比边界层小得多,介质阻挡放电产生的体积力远小于高速来流条件下的气动力,因此对激波的作用效果十分微弱。

大气边界层湍流特性的风洞模拟实验研究

为提高大气边界层湍流特性实验模拟的准确性,在尖劈和粗糙元组合的基础上增加挡板。通过调整湍流装置的位置,布置了8种实验工况,对比分析尖劈、粗糙元和挡板对边界层的影响机理。比较实验模拟和相关规范的风剖面指数得到地貌类型;再考虑几何相似,并对比风工程国际规范ASCE7,双重验证了地形模拟的准确性。实验结果表明,挡板后置可显著增加湍流强度,并改善边界层下部的湍流积分尺度;尖劈、后置粗糙元和后置挡板的组合可较好地实现比例因子为1∶267的地貌B大气边界层模拟。

CoFe/Cu/MgAl_2O_4(001)/CoFe磁性隧道结的隧穿磁电阻效应

通过基于密度泛函理论和非平衡态格林函数的第一性原理计算,研究了CoFe/Cu/MgAl2O4(001)/CoFe磁性隧道结(MTJ)的隧穿磁电阻(TMR)效应。结果显示,在一个完整的MgAl2O4(001)晶胞上再添加三层绝缘势垒层不仅会得到更大的隧穿磁电阻,且可以得到一个相对较大的半峰值偏压Vhalf。通过在势垒层和电极之间插入非磁性材料Cu,引起隧穿磁电阻发生反转和振荡现象,分别用左端CoFe-Cu电极的态密度(DOS)和电子的自旋传输对这两种现象进行了讨论。前者主要是由于CoFe-Cu电极的态密度随Cu层的增加发生了变化,后者主要是因为隧穿电子在Cu层中形成量子阱态,发生多重散射引起的。

原子级控制的约瑟夫森结中Al_(2)O_(3)势垒层制备工艺

传统热氧化方式制备约瑟夫森结中AlO_(X)势垒层是将高纯度氧气扩散到Al表面进行,但该方式制备的势垒层氧化不完全,厚度难以精准控制.本文采用原子层沉积方式在金属Ti表面逐层生长Al_(2)O_(3)势垒层,并制备出三明治结构的Ti/Al_(2)O_(3)/Ti约瑟夫森结.通过调节Al_(2)O_(3)势垒层的沉积厚度和约瑟夫森结的面积研究了其相应的微观结构及电学性质.实验结果表明,原子层沉积方式生长的单层Al_(2)O_(3)薄膜厚度约为1.17Å(1Å=10^(-10)m),达到原子级控制势垒层厚度,通过调节势垒层厚度实现了对结室温电阻值的控制,并通过优化结面积获得了室温电阻均匀性良好的约瑟夫森结.

超导磁通量子比特的制备及Al/AlO_x/Al隧道结特性参数

超导量子比特作为利用约瑟夫森结实现量子位的方案之一,具有易集成、易与外界耦合等优点.用双层光刻胶通过深紫外光曝光制备悬空掩膜结构,Al作为超导材料,采用电子束斜蒸发及静态氧化的方法制备了超导磁通量子比特样品.通过对Al薄膜厚度与平整度关系分析,选取60 nm作为隧道结底层Al厚度,增加蒸发源到样品衬底间的距离,提高了Al薄膜平整度,降低了隧道结漏电流.通过透射电子显微镜分析,观测到Al隧道结三层结构,并得到了势垒层厚度和氧分压的关系.