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从气体开关电弧到脉冲放电等离子体的发展
1
作者 李兴文 汪冠宇 +4 位作者 吴坚 石桓通 张博雅 陈立 邱爱慈 《高电压技术》 北大核心 2025年第8期3826-3845,共20页
气体放电等离子体作为电气装备与高能量密度物理的科学基础,在构建清洁能源体系与推动前沿技术发展中具有重要研究价值。针对气体开关电弧与脉冲放电等离子体在科学内涵与技术路径上的继承性与拓展性,重点综述了两者在基础理论方面的突... 气体放电等离子体作为电气装备与高能量密度物理的科学基础,在构建清洁能源体系与推动前沿技术发展中具有重要研究价值。针对气体开关电弧与脉冲放电等离子体在科学内涵与技术路径上的继承性与拓展性,重点综述了两者在基础理论方面的突破及其前沿应用进展。一方面,针对全球范围SF_(6)替代的迫切需求,以C_(4)F_(7)N等为代表的新型环保气体介质研究已取得了显著进展;另一方面,结合开关电弧高能流密度和快速瞬态放电的特点,电弧等离子体的研究已进一步拓展至脉冲放电领域,并在一些新兴交叉学科中取得了重要突破。其中如用于核工业与页岩油检测的LIBS技术、基于水中脉冲放电的电能-冲击波转化理论、诊断瞬态过程的X射线闪光照相方法等,均已在工业领域取得初步应用。未来发展则仍有待深入聚焦电弧特性智能调控、多场多介质联合模拟以及极端条件瞬态诊断等,进一步推动高端电气装备和先进能源等领域的发展。 展开更多
关键词 气体开关电弧 脉冲等离子体 LIBS 金属丝电爆炸 X射线闪光照相 Z箍缩
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交流电压激励液体电极放电中溶液电导率对放电模式的影响
2
作者 李雪辰 张喜 +6 位作者 朱国继 庞学霞 贾鹏英 孙辉 冉俊霞 李庆 李金懋 《物理学报》 北大核心 2025年第18期208-215,共8页
本文利用正弦交流电压激励液体电极放电系统,通过增大液体电导率(σ),发现放电从均匀模式过渡为斑图模式,且斑图模式中依次在液面观察到了齿轮、锯盘、离散点、单臂螺旋和同心圆环等结构.放电的电压电流波形表明放电仅发生在电压的负半... 本文利用正弦交流电压激励液体电极放电系统,通过增大液体电导率(σ),发现放电从均匀模式过渡为斑图模式,且斑图模式中依次在液面观察到了齿轮、锯盘、离散点、单臂螺旋和同心圆环等结构.放电的电压电流波形表明放电仅发生在电压的负半周期(液体作瞬时阳极),气体击穿后放电电流迅速增大并很快达到峰值然后缓慢减小.对于均匀模式,放电电流的减小是单调的;但对于斑图模式,放电电流在减小过程中存在一段几乎不随时间变化的平台阶段.此外,随σ升高,峰值电流和平台电流均增大,且放电击穿时刻提前.利用增强型电荷耦合设备拍摄了均匀模式和斑图模式在液面附近的时间演化行为,发现不论何种放电模式最初液面上均产生的是均匀圆盘,而各种非均匀的斑图是产生在平台阶段.基于反应-扩散模型,通过改变离子强度与电流强度(对应变量m和l)对均匀模式和斑图模式进行了数值仿真,获得了实验对应的放电模式.此外,采集了液面附近放电的发射光谱,计算了与电子温度和电子密度相关的谱线强度比.通过对光谱进行拟合,获得了液面附近放电的气体温度和分子振动温度.研究发现这些等离子体参数随σ的增大(对应着放电模式的变化)而升高. 展开更多
关键词 液体电极放电 自组织斑图 交流电压激励 时空演化 反应-扩散模型
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四重纳米圆盘结构中斯格明子边界态的微磁模拟研究
3
作者 张红 高峰 +2 位作者 厉桂华 孙丰伟 吕刚 《山东农业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期32-37,共6页
磁性材料中的自旋拓扑结构磁斯格明子在下一代超高密度、低能耗、高稳定性的信息存储器件和微波发射器件的研制方面具有极大的潜在应用前景。本文基于Co/Ni材料的自由层与极化层均为垂直磁各向异性的自旋阀模型,应用微磁模拟与傅里叶分... 磁性材料中的自旋拓扑结构磁斯格明子在下一代超高密度、低能耗、高稳定性的信息存储器件和微波发射器件的研制方面具有极大的潜在应用前景。本文基于Co/Ni材料的自由层与极化层均为垂直磁各向异性的自旋阀模型,应用微磁模拟与傅里叶分析相结合的技术研究了具有Dzyaloshinskii-Moriya相互作用(DMI)的四重连接圆盘结构中非完整性磁斯格明子边界态转动模式的动力学行为特性。通过沿垂直膜面方向同时施加电流和磁场,在自由层内可观察到两种稳态振荡模式:单边界态模式和双边界态模式。模拟结果显示周期性振荡模式的基频值随着重叠程度的减小而降低;双边界态基频振荡频率高于单边界态基频值;四重旋转对称性样品中的基频振荡频率高于两重旋转对称性样品中的基频值。我们的研究结果进一步加深了对受限于几何形状多层膜纳米柱结构中的斯格明子动力学特性的物理机制的理解,可为基于斯格明子自旋转矩纳米振荡器及磁存储器件的研发提供理论支持。 展开更多
关键词 斯格明子 自旋转矩 纳米振荡器 垂直磁各向异性
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环-点阵-同心环斑图的放电演化机理及光谱诊断研究
4
作者 冉俊霞 张寒 +4 位作者 陈沁怡 周奕汛 苏彤 李庆 李雪辰 《物理学报》 北大核心 2025年第18期216-224,共9页
本工作在氩气/空气混合气体介质阻挡放电系统中,利用不同半径的圆形边界叠加形成薄厚组合放电气隙,通过改变外加电压,获得同心环斑图、环-点阵-同心环斑图、靶波斑图、蜂窝斑图,并分析研究了几种斑图的电学特性和光学特性.利用增强型电... 本工作在氩气/空气混合气体介质阻挡放电系统中,利用不同半径的圆形边界叠加形成薄厚组合放电气隙,通过改变外加电压,获得同心环斑图、环-点阵-同心环斑图、靶波斑图、蜂窝斑图,并分析研究了几种斑图的电学特性和光学特性.利用增强型电耦合设备(intensified charge-coupled device,ICCD)重点研究了环-点阵-同心环斑图的时空演化行为,对该斑图的形成机理进行了理论分析.结果表明,该放电斑图在径向上具有从外向内逐渐点亮的发展过程,这与薄气隙对放电的预电离作用有关.对该斑图径向上不同放电细丝的发射光谱进行了采集分析,并对其等离子体参数进行了空间分辨诊断.实验发现,薄气隙中分子振动温度、电子密度及电子温度比厚气隙中大得多.在厚气隙中沿径向从内到外其分子振动温度、电子密度、电子温度逐渐增加,但数值变化较小;薄气隙离圆心更远处的分子振动温度、电子密度、电子温度反而变小,这与气隙中电场的微变化相关. 展开更多
关键词 介质阻挡放电 斑图放电 时空演化 预电离
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非正弦电流-相位关系约瑟夫森结动力学行为的分析
5
作者 杨亮亮 何楷泳 +5 位作者 戴根婷 常金琳 姜临盼 孙振源 刘建设 陈炜 《物理学报》 北大核心 2025年第18期311-322,共12页
约瑟夫森结作为超导电子学中的核心非线性元件,其电流-相位关系(current-phase relation,CPR)直接决定了器件的动力学行为与应用潜力.传统约瑟夫森结通常表现出标准正弦型CPR,而近年来非正弦CPR的新型约瑟夫森结引起广泛关注.本文基于... 约瑟夫森结作为超导电子学中的核心非线性元件,其电流-相位关系(current-phase relation,CPR)直接决定了器件的动力学行为与应用潜力.传统约瑟夫森结通常表现出标准正弦型CPR,而近年来非正弦CPR的新型约瑟夫森结引起广泛关注.本文基于实验测量的Nb/Al-AlO_(x)/Nb结的电流电压(I-V)特性曲线,结合阻容并联约瑟夫森结模型,构建了适用于非正弦CPR的数值计算模型,系统分析了CPR倾斜对约瑟夫森结动力学特性的影响.研究表明:欠阻尼约瑟夫森结的临界电流随CPR倾斜度增加而显著降低,从而表现出类似直流超导量子干涉器件的临界电流可调的特性;而在过阻尼结中,CPR倾斜对I-V曲线的影响不明显.进一步通过计算微波辐照下的I-V特性,发现非正弦CPR在过阻尼结中易于形成半整数夏皮洛台阶,验证了CPR倾斜是半整数夏皮洛台阶原因之一.此外,借助ADS(advanced design system)建立非线性谐振器与直流超导量子干涉器件电路仿真模型,深入探讨了非正弦CPR对约瑟夫森电感及磁通调制行为的影响.研究结果表明,不同CPR的约瑟夫森结显著扩展了超导量子比特、参量放大器以及无磁非互易器件的设计自由度,展示了开发新型超导电子器件的广阔前景. 展开更多
关键词 约瑟夫森结 半整数夏皮洛台阶 阻容并联约瑟夫森结模型 直流超导量子干涉器件 超导电 子学
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碳化硼陶瓷动态力学行为与延展性增强机制的深度势能分子动力学研究进展
6
作者 李君 宋佳和 +1 位作者 季伟 刘立胜 《高压物理学报》 北大核心 2025年第11期17-36,共20页
碳化硼作为典型的轻质高强陶瓷材料,在国防军事和航空航天等领域具有广阔的应用前景。然而,在强冲击载荷下,碳化硼中极易出现由二十面体破坏引起的纳米级局部非晶带,造成灾难性剪切失效。由于碳化硼局部非晶带的形成显著依赖于其微观结... 碳化硼作为典型的轻质高强陶瓷材料,在国防军事和航空航天等领域具有广阔的应用前景。然而,在强冲击载荷下,碳化硼中极易出现由二十面体破坏引起的纳米级局部非晶带,造成灾难性剪切失效。由于碳化硼局部非晶带的形成显著依赖于其微观结构,分子动力学模拟成为揭示其微观结构演化过程和机理的关键手段。然而,受限于传统作用势精度不足、开发难度高等问题,传统分子动力学在模拟碳化硼等复杂材料体系上面临着巨大的挑战。近年来,机器学习方法的发展为作用势开发提供了新的研究范式。在众多机器学习势中,基于深度神经网络的深度势能(deep potential,DP)模型应用尤为广泛。该模型既能保持与第一性原理计算相当的精度,又具备与传统分子动力学相媲美的效率,因此,成为研究复杂材料体系的有效方法。为此,系统阐述了DP方法在碳化硼陶瓷研究中的应用。首先,概述了DP模型的理论框架、开发流程以及碳化硼DP模型的构建和验证;随后,通过深度势能分子动力学模拟揭示了碳化硼陶瓷的力学响应及局部非晶化机理,并进一步阐明了微合金化、化学计量比调控、晶界工程以及缺陷调控等策略对碳化硼延展性的增强机制;最后,展望了DP模型在碳化硼等复杂材料体系研究中的应用前景。 展开更多
关键词 深度势能 分子动力学 碳化硼 动态力学行为 延展性增强机制
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基于CIMI模型的高空核爆电子环向分布演化过程模拟研究
7
作者 罗哲楷 孙强 +5 位作者 谢伦 濮祖荫 宗秋刚 刘鹰 周前红 傅绥燕 《物理学报》 北大核心 2025年第6期287-297,共11页
高空核爆过程会向内磁层注入大量相对论性电子,形成人工辐射带,这些高能电子可能对航天器造成显著影响.本文利用CIMI模型(comprehensive inner magnetosphere-ionosphere model)模拟研究了核爆注入的电子由局地集中分布向环向均匀分布... 高空核爆过程会向内磁层注入大量相对论性电子,形成人工辐射带,这些高能电子可能对航天器造成显著影响.本文利用CIMI模型(comprehensive inner magnetosphere-ionosphere model)模拟研究了核爆注入的电子由局地集中分布向环向均匀分布演化的过程,揭示了人工辐射带形成过程中电子团表现出的螺旋包围、环向膨胀与扩散均匀的行为特征.对初始时刻集中在L=1:1—2:2、环向覆盖1个时区左右的核爆电子进行的数值模拟表明,核爆注入电子主要通过螺旋包围过程演化至环向均匀分布,扩散作用的贡献相对较小.电子注入后,在地球磁场的约束下做自西向东环绕地球的漂移运动.外侧电子漂移速度更快,因此注入电子团会在环向上剪切拉伸,以螺旋线结构包围地球.此外,研究还发现螺旋结构的形成过程伴随有电子的环向膨胀,主要由漂移过程中能量色散和投掷角色散机制驱动.不同能量和投掷角的电子漂移速度不同,因此逐渐环向分离,造成环向分布范围扩展,填充螺旋结构的间隙.在通过形成螺旋结构与环向膨胀包围地球后,核爆注入的高能电子进一步通过扩散作用演变为环向均匀分布的结构,形成相对稳定的人工辐射带. 展开更多
关键词 高空核爆 人工辐射带 FOKKER-PLANCK 方程 电子扩散
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微结构表面几何特性对水蒸气凝结影响的分子动力学研究
8
作者 龚路远 魏鑫鼎 +2 位作者 韩韬 郭亚丽 沈胜强 《物理学报》 北大核心 2025年第14期117-127,共11页
水蒸气凝结是自然界中一种普遍存在的物理现象,在各类工业生产过程中扮演着重要的角色.因此,针对水蒸气凝结过程的调控机制,近年来受到学者们广泛关注.本文采用分子动力学模拟方法以铜表面为研究对象,构建二级微结构模型进行水蒸气凝结... 水蒸气凝结是自然界中一种普遍存在的物理现象,在各类工业生产过程中扮演着重要的角色.因此,针对水蒸气凝结过程的调控机制,近年来受到学者们广泛关注.本文采用分子动力学模拟方法以铜表面为研究对象,构建二级微结构模型进行水蒸气凝结行为的研究,讨论了不同几何特性对凝结过程的影响.发现随着柱宽度或柱高比的增大,凝结量先增大后减小;随着柱间距的增大凝结量随之减小;第2级微结构形状对凝结能力的提升由强至弱依次为圆柱、矩形、圆台,第1级微结构形状对凝结能力的提升由强至弱依次为矩形、圆柱、圆台;水蒸气凝结受第1和第2级微结构的共同影响. 展开更多
关键词 分子动力学 水蒸气凝结 二级微结构 纳米结构
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基于第一性原理计算的双层二维材料ReTe_(2)滑移铁电性质研究实验设计
9
作者 郭建新 崔皓桢 +2 位作者 杨保柱 王富 闫小兵 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第4期20-25,共6页
为满足计算材料学实验课程的前沿性需求,设计了基于第一性原理计算的一种双层二维材料ReTe_(2)滑移铁电性质研究实验项目。实验包括滑移铁电基本概念和前沿进展、模型构建方法、计算方法和数据分析等内容。详细介绍了一种新型的二维滑... 为满足计算材料学实验课程的前沿性需求,设计了基于第一性原理计算的一种双层二维材料ReTe_(2)滑移铁电性质研究实验项目。实验包括滑移铁电基本概念和前沿进展、模型构建方法、计算方法和数据分析等内容。详细介绍了一种新型的二维滑移铁电材料ReTe_(2)的铁电性质计算方法,通过计算ReTe_(2)结构声子谱和分子动力学、滑移路径与势垒、差分电荷密度、铁电极化强度和静电势等,对其结构稳定性、电学和铁电性质等进行了机理分析,系统介绍了二维滑移铁电材料ReTe_(2)的计算设计过程。该实验项目不仅可以让学生掌握新型铁电材料的计算和分析方法,更有助于激发学生的科学兴趣,锻炼其科研能力,为培养高素质创新型人才提供有力支撑。 展开更多
关键词 第一性原理计算 滑移铁电 二维材料 铁电极化强度
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含自旋-轨道耦合作用的金属-双量子点-超导体混合型系统的热电输运研究
10
作者 白龙 张荣 张雷 《物理学报》 北大核心 2025年第10期273-285,共13页
混合型量子点系统是研究热电转换机制的良好平台.本文提出了一个含自旋-轨道作用的双量子点耦合金属和超导体构成的混合型系统模型,并对其电荷以及自旋热电输运特征进行研究.深入讨论了热电系数与系统参数之间的关系,结果发现系统存在... 混合型量子点系统是研究热电转换机制的良好平台.本文提出了一个含自旋-轨道作用的双量子点耦合金属和超导体构成的混合型系统模型,并对其电荷以及自旋热电输运特征进行研究.深入讨论了热电系数与系统参数之间的关系,结果发现系统存在显著的维德曼-弗兰兹定律违背现象,这有助于增强热电转换效率.更重要的是,由于存在超导体能隙外的准粒子隧穿,这个混合型热电器件能够产生纯自旋塞贝克效应.在实践上,该效应可以被利用设计和制造一个纯自旋流发生器.在线性响应机制下,本文也讨论了该混合型热电系统作为一个热机的热力学性能.本研究结果对于理解混合型热电系统的热电转换特征及其热力学性能具有理论和实践意义. 展开更多
关键词 混合型量子点系统 自旋-轨道耦合 热电输运 功率与效率
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铁原子修饰的石墨烯表面吸附硫化氢气体的电子性质与光学特性研究
11
作者 岳远霞 罗磊 +3 位作者 朱洪强 吴泽邦 尹开慧 杨英 《功能材料》 北大核心 2025年第1期1113-1119,共7页
利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势计算方法,对H2S气体分子在三种Fe原子修饰石墨烯表面上吸附的电子性质与光学特性进行了理论研究,计算了Fe原子修饰的石墨烯表面吸附H2S分子的吸附能、Mulliken分布、差分电荷密度、态密... 利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势计算方法,对H2S气体分子在三种Fe原子修饰石墨烯表面上吸附的电子性质与光学特性进行了理论研究,计算了Fe原子修饰的石墨烯表面吸附H2S分子的吸附能、Mulliken分布、差分电荷密度、态密度和光学性质并与原始石墨烯吸附H2S进行了比较。研究结果表明:三种Fe原子修饰石墨烯表面结合能均为负值,结构能够稳定,吸附H2S气体后,Fe/SV-GN与Fe/DV-GN模型为化学吸附,未经Fe原子修饰的石墨烯表面(GN)与Fe/4N-GN模型为物理吸附。在可见光的能量范围内,经过Fe原子修饰后的三种模型吸附H2S气体后的光学性质均优于原始石墨烯。同时在红外区域,Fe/SV-GN模型的光学性质最优,在可见光区域,Fe/4N-GN模型的光学性质最优。 展开更多
关键词 H2S Fe原子 石墨烯 吸附 第一性原理
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利用金属Mn修饰提高石墨烯吸附有毒气体敏感性的理论计算研究
12
作者 岳远霞 罗磊 +1 位作者 朱洪强 杨英 《功能材料》 北大核心 2025年第6期6159-6166,共8页
为了研究NO,NO_(2),CO,H_(2)S,SO_(2)气体在Mn修饰的石墨烯表面的吸附行为,利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势计算方法模拟了其吸附过程,计算了吸附能、Mulliken分布、差分电荷密度、总电子电荷密度和恢复时间并与未经修... 为了研究NO,NO_(2),CO,H_(2)S,SO_(2)气体在Mn修饰的石墨烯表面的吸附行为,利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势计算方法模拟了其吸附过程,计算了吸附能、Mulliken分布、差分电荷密度、总电子电荷密度和恢复时间并与未经修饰石墨烯吸附性质进行了比较。结果表明,与未经修饰的石墨烯表面相比,Mn修饰的石墨烯表面对吸附的5种气体表现出了更高的敏感性。Mn原子修饰的含有一个C原子空位与两个C原子空位的石墨烯吸附NO,NO_(2),CO,H_(2)S,SO_(2)后,气体与基底之间形成了化学键,为化学吸附。同一吸附基底吸附能大小排序为:NO>NO_(2)>CO>SO_(2)>H_(2)S,吸附后电荷转移量大小排序为:NO_(2)>NO>CO>SO_(2)>H_(2)S。并且C空位的增加降低了Mn原子修饰的石墨烯表面与气体之间的相互作用。利用过渡态理论预测了室温下Mn原子修饰的石墨烯基底作为5种有毒气体的传感器的恢复时间,为基于石墨烯基底的有毒气体检测传感提供了理论支撑和实验指导。 展开更多
关键词 MN 石墨烯 吸附 有毒气体 第一性原理
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拓扑量子输运和器件专题编者按
13
作者 翁红明 沈洁 《物理学报》 北大核心 2025年第7期54-54,共1页
拓扑材料因具有拓扑保护且自旋轨道锁定的表面态而备受关注.该领域的显著特点在于,其理论预言与实验发现往往相互验证、紧密对照.实验手段方面,器件调控和量子输运测量虽显间接,却因器件构型丰富、调控手段多样而具有较大的发展潜力和... 拓扑材料因具有拓扑保护且自旋轨道锁定的表面态而备受关注.该领域的显著特点在于,其理论预言与实验发现往往相互验证、紧密对照.实验手段方面,器件调控和量子输运测量虽显间接,却因器件构型丰富、调控手段多样而具有较大的发展潜力和持续性.特别是基于拓扑超导态的马约拉纳模的验证以及拓扑量子比特的构筑,量子器件更显独特优势. 展开更多
关键词 表面态 拓扑材料 理论预言 拓扑保护 自旋轨道锁定
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基于理论计算的无铅金属卤化物双钙钛矿太阳能电池性能分析
14
作者 卢辉东 彭化宇 +3 位作者 于乐 韩红静 潘孝军 周莲 《陕西师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期106-116,共11页
无铅金属卤化物双钙钛矿由无毒元素组成、在空气中稳定且具有长的载流子寿命,铋基Cs_(2)MBiX_(6)(M=Cu、Ag、Au,X=Cl、Br、I)双钙钛矿具有优异光伏特性材料的物理性质。为分析不同无铅金属卤化物对电池性能的影响,采用第一性原理计算了C... 无铅金属卤化物双钙钛矿由无毒元素组成、在空气中稳定且具有长的载流子寿命,铋基Cs_(2)MBiX_(6)(M=Cu、Ag、Au,X=Cl、Br、I)双钙钛矿具有优异光伏特性材料的物理性质。为分析不同无铅金属卤化物对电池性能的影响,采用第一性原理计算了Cs_(2)AgBiI 6、Cs_(2)AuBiCl 6、Cs_(2)CuBiBr_(6)和Cs_(2)AgBiBr_(6)的稳定性、能带结构和光学性质。利用等效光学导纳法分析了由FTO/c-TiO 2/Cs_(2)MBiX_(6)/spiro-OMeTAD/Au组成的钙钛矿电池性能,计算了4种材料的吸收率、载流子收集效率、外量子效率,并与传统的甲脒铅碘进行了对比,分析了相应材料构成的太阳能电池的短路电流密度和伏安特性曲线。结果表明:吸收层厚度等于0.6μm时,以Cs_(2)AgBiI 6、Cs_(2)AuBiCl 6、Cs_(2)CuBiBr_(6)和Cs_(2)AgBiBr_(6)制备的钙钛矿太阳能电池短路电流密度分别为27.6、26.0、22.3和10.9 mA/cm^(2),对应开路电压为0.83、0.87、1.08和1.1 V,器件的光电转换效率依次是19.3%、16.6%、21.3%和10.9%。研究发现4种材料均具有良好的热力学稳定性、合适的带隙和可见光范围内(~10^(5)cm^(-1))的高吸收系数,由相应材料构成的电池具有优异的光电转换效率。 展开更多
关键词 第一性原理计算 电子结构 光电性质 钙钛矿太阳能电池
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电输运测量在拓扑量子材料研究中的应用
15
作者 杨阳 杨帆 《物理》 北大核心 2025年第5期320-331,共12页
拓扑量子材料是一类具有非平庸拓扑序的物质,其在低耗散电子器件、拓扑量子计算和自旋电子学等领域展现出广阔的应用前景。作为研究拓扑量子材料的关键实验技术,电输运测量不仅在揭示电子能带结构和探测拓扑表面态方面发挥了关键作用,... 拓扑量子材料是一类具有非平庸拓扑序的物质,其在低耗散电子器件、拓扑量子计算和自旋电子学等领域展现出广阔的应用前景。作为研究拓扑量子材料的关键实验技术,电输运测量不仅在揭示电子能带结构和探测拓扑表面态方面发挥了关键作用,也为新型拓扑量子器件的设计与优化提供了重要技术支撑。文章首先介绍电输运测量的基本原理与实验方法,随后综述其在不同类型拓扑量子材料研究中的应用,最后简要探讨本领域未来的发展方向及挑战。 展开更多
关键词 拓扑绝缘体 拓扑半金属 拓扑材料 电子输运性质
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扩展量子阱中负离子的光剥离动力学
16
作者 唐田田 姚建刚 《物理学报》 北大核心 2025年第2期100-111,共12页
本研究运用经典闭合轨道理论(COT)深入探究了扩展量子阱中的氢负离子的光剥离动力学,并推导出了相应的光剥离截面(PCS)表达式.由于量子囚禁效应,剥离截面上出现一个与量子阱有关的振荡因子.结果显示光剥离截面的振荡因子对扩展量子阱的... 本研究运用经典闭合轨道理论(COT)深入探究了扩展量子阱中的氢负离子的光剥离动力学,并推导出了相应的光剥离截面(PCS)表达式.由于量子囚禁效应,剥离截面上出现一个与量子阱有关的振荡因子.结果显示光剥离截面的振荡因子对扩展量子阱的阱壁速率的依赖极为敏感:当量子阱处于静态时,光剥离截面呈现出规则的锯齿状结构.当阱壁开始移动后,这种规则的锯齿结构变得不规则.随着阱壁移动速率的增大,PCS中的振荡结构变化复杂.此外光剥离截面中的振荡还与氢负离子与两个运动阱壁之间的初始距离即阱宽紧密相关:阱宽越窄,电子被局域的空间越狭小,电子受到的量子约束越强,截面上的振荡振幅越大,当阱宽增大时,电子受到的量子约束效应就会减弱,当阱宽增大到一定程度时,量子阱不再体现出明显的量子约束效应,光剥离截面趋向光滑背景项.因此,通过调整量子阱的初始尺寸、量子阱的扩展速率可实现对扩展量子阱中氢负离子光剥离截面的精确调控.本研究所揭示的现象颇具趣味性,且所采用的方法具有普适性,可为未来针对更复杂动态量子阱中光剥离截面的研究提供指导. 展开更多
关键词 光剥离 量子约束 扩展量子阱
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量子点-双腔磁光机械系统中的磁振子双稳态
17
作者 佘彦超 徐名琪 +2 位作者 冯雯雅 刘嘉琦 杨红 《物理学报》 北大核心 2025年第12期143-150,共8页
研究了驱动场分别从正向和反向输入时,量子点-双腔磁光机械系统中的磁振子双稳态行为的调控.结果表明,当系统满足阻抗匹配条件时,正向和反向输入的驱动场引起的磁振子响应具有一致性;而在阻抗匹配条件不成立时,系统的双稳态特性表现出... 研究了驱动场分别从正向和反向输入时,量子点-双腔磁光机械系统中的磁振子双稳态行为的调控.结果表明,当系统满足阻抗匹配条件时,正向和反向输入的驱动场引起的磁振子响应具有一致性;而在阻抗匹配条件不成立时,系统的双稳态特性表现出更低的阈值,即驱动场强度较小可实现从低稳态到高稳态的跃迁.此外,研究还发现,通过调节量子点间隧穿耦合强度、腔与量子点的耦合强度以及两腔之间的耦合强度,可以灵活控制双稳态阈值和磁滞回线的宽度,从而在较低的驱动场强度下实现高效的光学开关功能.该研究为基于磁振子的量子开关器件、信息存储及远程相互作用调控提供了新思路,并展示了在低功耗自旋逻辑器件与量子计算中的潜在应用价值. 展开更多
关键词 腔磁光机械系统 磁振子双稳态 量子点
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科研驱动型现代光电子学实验课程教学改革与实践
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作者 王兴权 廖昱博 +1 位作者 王凤鹏 朱秀榕 《赣南师范大学学报》 2025年第3期82-87,共6页
研究生实验课程教学仍大多遵循本科人才培养的教学方法,不利于激发学生的问题意识,也不利于研究生科研思维、创新意识和创新能力培养。《现代光电子学实验》作为电子类研究生专业开设的实验课程,旨在进一步培养研究生独立思考和解决科... 研究生实验课程教学仍大多遵循本科人才培养的教学方法,不利于激发学生的问题意识,也不利于研究生科研思维、创新意识和创新能力培养。《现代光电子学实验》作为电子类研究生专业开设的实验课程,旨在进一步培养研究生独立思考和解决科学研究问题的能力。由于缺少能融合教学内容和研究成果的教学资源、教学模式单一等问题,实际教学往往难以达到预期的教学效果。针对研究生实验课堂教学的不足,以新思维、新方法和新手段,编写制定了具有工科专业特色的《现代光电子学实验》教学大纲、教材等教学资料,建立了基于学校专业特色和优势科研资源的科研驱动型工学研究生专业实验课程教学模式。采用“模块化+个性化”的实践教学理念,实现以翻转学习为主的课堂教学方式,培养了研究生的“独立+协作”实践能力,为工科专业研究生专业实验的教学提供了模式借鉴。 展开更多
关键词 现代光电子学实验 科研驱动型 教学内容 专业特色 翻转课堂
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