纳米磁性液体薄膜磁光特性研究

制备出了纳米磁性液体薄膜，研究了纳米磁性液体薄膜在不同外加磁场（垂直和平行）下，其透射光学特性随着磁场变化的规律，对纳米磁性液体薄膜磁光现象产生的原因进行了解释。研究发现：（1）薄膜外加垂直磁场时，光透射强度随着磁场强度的增加而减小；（2）薄膜外加平行磁场时，垂直偏振光和平行偏振光的透射强度随着磁场强度的增加而变化规律不同；（3）存在一个临界磁场，其值约为4776A/m，当外加磁场（垂直和平行）强度＞4776A/m后，薄膜透射光强的变化规律有明显不同，这种现象是由于外加磁场使纳米磁性液体微粒产生聚集，磁场〉4776A/m后，形成有规则的排列结构所造成；（4）纳米磁性液体外加垂直磁场下透射强度的响应时间随磁场强度的变化情况。     

末端形状对磁纳米薄膜自旋波模式特性的影响

基于微磁学模拟方法研究了磁纳米膜末端形状对自旋波模式特性的影响。获得了多种不同的局域化、量子化自旋波模式特性,以及末端形状对自旋波模式特性的调制规律。通过裁剪纳米膜的末端形状可有效调控边缘模式自旋波特性,存在一临界裁剪参数h0。当裁剪度hh0时,随着h的增大,边缘模式频率快速增加,局域于磁薄膜两末端的磁振荡区域向中央扩展。当h≥h0时,局域于磁薄膜两末端磁振荡在磁体中央合并为一致振荡模式自旋波,边缘模式被抑制。薄膜末端边缘形状对别的自旋波模式特性影响较小。最后,基于近似色散关系理论模型对研究结果进行了解释。     

磁化强度调制的圆柱形纳米线磁子晶体

采用微磁学模拟的方法研究了自旋波在磁化强度周期变化的圆柱形纳米线中的传播特性。结果显示,频谱和色散关系图中均能看到明显的自旋波通带和禁带。带隙是由自旋波在布里渊区边界处的布拉格反射引起的。通过改变磁子晶体的周期长度、磁化强度比值可以有效的调制自旋波带隙结构。当周期长度增大时,带隙数目增加,带隙频率位置降低,带隙宽度变窄。随着磁化强度调制的增强,带隙位置逐渐降低,而带隙宽度表现出复杂的变化形式,有些带隙表现出振荡行为。这些结果对研制纳米线磁子晶体器件具有参考意义。     

软磁薄带巨磁阻抗效应的数值分析

利用磁畴壁移动模型以纳米晶软磁合金Ｆｅ７３．５Ｃｕ１Ｎｂ３Ｓｉ１３．５Ｂ９为例对软磁薄带中的巨磁阻抗效应进行了数值分析，结果发现不同的磁导率机制并不能显著发迹巨巨磁阻抗效的大小仅由磁导率对外加磁场的敏感性决定，从趋肤深度的角度讨论了巨磁阻抗效应的频率特性。     

周期性基础地震波衰减性能及其试验验证EI北大核心CSCD

为了验证周期性结构对波的阻隔作用,基于Bloch-Floquet理论,推导周期性结构的频散关系,得到周期性结构的频率带隙。建立一维层状周期性基础数值模型,分别以环境振动和地震波作为输入波,通过数值模拟和振动台试验对有无周期性基础的三层钢框架模型进行了频域分析和时程分析。结果表明:当输入波的频率处于周期性基础频率带隙内时,可以有效地减小上部结构的动力响应;当输入波的主频处于周期性基础频率带隙外时,无法减小上部结构的动力响应。因此,通过调节周期性基础频率带隙宽度使其覆盖地震波的主要频段,可以有效阻隔地震波的传播,减小工程结构的地震响应。     

多壁碳纳米管横向扰动波传播的研究

将N层碳纳米管模拟成N层连续弹性壳模型，研究横向扰动波在单个多壁碳纳米管中轴向传播问题。研究表明，当扰动频率低于多壁碳纳米管的临界频率时，振动模态是同轴的；如果扰动频率至少高于多壁碳纳米管的一个临界频率时，振动模态是非同轴的，并以不同的波速传播，或低或高于单壁连续弹性壳模型的波速。因此，多壁碳纳米管的THz高频波存在着复杂现象，振动基本是不同轴的。特别是当多壁碳纳米管THz高频波以不同的速度传播时，传播速度不仅依赖于频率，而且依赖于非同轴的振动模态。     

溶胶-凝胶法制备PbTiO3铁电玻璃陶瓷的高频晶粒尺寸效应

首次报道了用溶胶－凝胶法制备的钛酸铅铁电玻璃陶瓷的晶粒尺寸对其高频介电性能的影响。研究表明,铁电玻璃陶瓷的高频介电弛豫主要是由材料内部的畴壁共振引起的。晶粒尺寸增加,畴壁宽度增大,介电弛豫向低频移动;反之,晶粒尺寸减小,畴壁宽度变小,介电弛豫向高频移动,弛豫频率提高,介电损耗变小。     

退火工艺对铁基非晶薄带磁感应效应的影响

研究了频率、磁场强度以及退火工艺对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶薄带磁感应效应变化幅度的影响.研究结果表明:磁感应效应变化幅度随着磁场强度的增大而增大,随着频率的升高呈现先增大后减小的趋势;与淬火态非晶薄带相比,退火可以提高磁感应效应变化幅度,且经300℃×1h退火后的磁感应效应变化幅度最大.     

自旋阀结构对有机电致发光器件性能的影响

通过旋涂和热蒸发的方法制作了带有自旋阀结构的有机电致发光器件,在外加磁场的调制作用下,通过对有机电致发光器件自旋阀特性曲线和亮度-电压关系曲线的测试,验证了自旋阀结构的器件对载流子的注入有较大的影响:自旋极化的载流子自旋方向与铁磁层的磁矩方向有关,当二者方向平行时,载流子散射较小,载流子比较容易通过样品;二者方向相反时,载流子散射较大,载流子通过样品比较困难。     

用热蒸发法制备CdS纳米带

在外加电场的作用下 ,用物理热蒸发法制备出了定向生长的硫化镉纳米带。借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱分析仪 (EDX)和透射电镜 (TEM)对硫化镉纳米带的形貌、成分和晶体结构进行了分析。结果表明 :当外加电场为 4 0 0V ,蒸发温度为 1 1 5 0℃ ,环境压力为 1 5 0torr,气体流量为 5 0SCCM时 ,可制备出平均宽度为 2 5 μm ,厚80nm ,长达几毫米的定向生长的硫化镉纳米带。     

多壁碳纳米管/环氧有机硅树脂吸波涂层的介电和吸波性能研究

研究了不同直径和含量多壁碳纳米管填充环氧有机硅树脂吸波涂层在2~18GHz频率范围内的介电和吸波性能.可以得到吸波涂层的介电常数随着碳纳米管含量的增加而增大.当碳纳米管含量相同时,吸波涂层介电常数随着碳纳米管直径的增加而增大.当碳纳米管含量大于5wt%时,吸波涂层的介电常数在低频急剧增加,且随频率增大而减少,出现频散效应.反射率测试结果表明:当涂层中多壁碳纳米管含量为10wt%、厚度为2mm时,吸波涂层的最大吸收峰随碳纳米管直径的增大向低频移动.多壁碳纳米管填充环氧有机硅树脂吸波涂层的吸波性能在7~14GHz范围内可达到-10dB,具有较好的吸波效果.     

Gd掺杂FeCo薄膜的磁性和磁化反转机制研究

采用直流磁控共溅射方法制备了Gd掺杂FeCo磁性薄膜。XRD测量结果表明,随着溅射功率的增加其结构发生从纳米晶到晶态的转变。研究了磁性随温度的变化规律,结果表明,在温度降到120K左右,晶态样品存在由面内单轴各向异性向具有垂直各向异性转变的自旋重取向(SRT)现象。而纳米晶态样品在温度降到能够达到的最低温度100K时仍然没有出现SRT。对纳米晶薄膜矫顽力的角度依赖性研究表明,当外磁场靠近易轴附近时反磁化机制为畴壁成核或者畴壁钉扎,当磁场靠近难轴时的反磁化机制为一致转动。     

张力退火感生各向异性对纳米晶合金磁性能的影响

对Fe_74.1Cu₁Nb₃Si₁₅B_6.9(%,原子分数)纳米晶合金进行连续张力退火,研究了张力退火感生各向异性对纳米晶合金磁性能的影响。结果表明,张力退火产生的感生各向异性常数(K_u)与退火张力(σ)满足线性关系。随着退火张力的增大合金在f =5 kHz和H=3 A/m测试点的有效磁导率(μ_e)先增大后减小,且随着磁场和频率的提高有效磁导率(μ_e)的衰减减小。退火张力为67 MPa时有效磁导率(μ_e)在磁场强度H为0~800 A/m和频率f为1 k~3 MHz范围内保持约800,表现出恒导磁特性。同时,合金的单位质量损耗(P_m)随着退火张力的增大而减小,当退火张力为67 MPa时损耗为68 W/kg (测试条件：B_m=300 mT,f =100 kHz),与无张力退火相比下降约67%。同时,通过磁光克尔效应观察到张力退火后合金内部形成垂直于张力方向的180°片形畴,随着退火张力的增大磁畴宽度减小且趋于一致,退火张力为67 MPa时片形畴的宽度约为85 μm。     

镁合金/钢异种材料激光熔钎焊接头组织及成形调控

采用激光熔钎焊技术对AZ31B镁合金与Q235钢进行异种金属搭接实验。添加Ni中间层协调镁合金与钢的冶金连接,通过外加纵向交变磁场调控接头成形及组织,以期提高接头的力学性能。结果表明：添加Ni中间层后接头类熔焊区IMC层为树枝状或连续纳米级层状AlNi相,实现冶金连接。外加交变磁场后Fe-Ni固溶体厚度减小且延伸进镁侧焊缝中,沟壑状的Fe-Ni固溶体增加了界面的结合面积。通过测量发现接头实际界面连接长度与拉剪线载荷有很大的联系。外加交变磁场后激光熔钎接头实际界面连接长度与拉剪线载荷随着磁场强度的增加呈现先增大后减小的趋势。当激光功率P=1250 W,焊接速度v=20 mm·s^-1,磁场强度B=10 mT,磁场频率f=35 Hz时,添加Ni中间层协调镁合金与钢的冶金连接,外加纵向交变磁场优化接头焊缝成形,接头拉剪线载荷最高,达到163 N/mm。     

快速升温法制备CdS纳米带的生长机理研究

在无任何催化剂的条件下, 采用快速升温法在单晶硅衬底上制备了高质量的、形貌均匀的CdS纳米带. X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和场发射扫描电镜(FESEM)分析显示, 纳米带属六方单晶结构, 生长方向为[001]. 讨论了纳米带形成的机理, 认为CdS纳米带状六方结构的形成, 主要是由于生长速度的各向异性及在沉积区具有较低的过饱和度和较高的沉积温度等因素导致.     

基于单根TaON纳米带的光晶体管与紫外到近红外响应

用Ta₂O₅ 纳米带模板转化法控制合成TaON纳米带, 典型的纳米带长约0.5 cm, 横截面积40 nm×200 nm~ 400 nm×5600 nm。在SiO₂/Si基片上加工出TaON单根纳米带的场效应晶体管; 该晶体管的电子迁移率和开关比分别为9.53×10 ^-4cm ²/(V·s)和3.4, 在254~850 nm范围内显示良好的光响应。在405 nm (42 mW/cm ²)的光照下, 外加5.0 V的偏压时, 光响应为249 mA/W, 光开关比为11。因此, 该器件具有良好的光探测性, TaON纳米带可作为光电子器件的候选材料。另外, 实验还控制合成出Ta₂O₅@TaON纳米带, 并加工成单根纳米带的场效应晶体管, 虽然相同光照条件下的光响应弱于TaON 纳米带, 但仍算是一种好的光电材料。     

纳米压痕结合有限元法确定ZnO纳米带的弹性常数

本文结合纳米压痕和有限元法确定了横观各向同性ZnO纳米带各方向上的弹性常数。在正向分析过程中,用ABAQUS有限元软件的压电模式大量模拟了纳米带/硅基底体系的压痕实验,得到无量纲方程的具体形式。在反向分析过程中,通过对沉积在硅基底上的ZnO纳米带进行纳米压痕实验,将相关实验数据代入无量纲方程,确定横观各向同性ZnO纳米带各方向上的弹性常数为ET=35GPa,EL=49GPa和GL=5GPa。     

移动荷载列作用下简支梁振动响应参数研究

推导了移动荷载列作用下简支梁位移响应的精确解,在此基础上引入3个无量纲参数,研究了荷载移动速度、荷载频率及结构阻尼对桥梁响应的影响,分析了简支梁在一定荷载速度下的共振和消振现象发生机理。结果表明:桥梁跨中的最大位移响应并非随着荷载速度的增大而单调地增大,而是表现出一种类似正弦但波幅逐渐变大的方式;当移动荷载列以消振速度通过桥梁时,引起的桥梁余振响应趋近于零;简支梁的共振速度与移动荷载列的间距有直接关系,当共振速度同时又是消振速度时,共振现象被抑制;当简谐荷载移动速度较低时,梁体位移在荷载频率等于梁体第一阶自振频率时达到最大响应,随着荷载移动速度的增大,梁体位移达最大响应不再发生于荷载频率等于梁体第一阶自振频率的情况。     

硅纳米板杨氏模量的尺度效应

硅微机械加工的梁、桥和板是微纳器件的基本结构；杨氏模量是描述力学性能的基本参数．用半连续方法计算了不同厚度的（001）硅纳米板沿[100]方向和[110]方向的应变能，并由此得到了两个方向上的杨氏模量．结果表明，沿[100]和[110]方向的硅纳米板杨氏模量均随着板厚度的减小而减小，并且减小的趋势随着板厚度的减小越来越明显,当板厚度逐渐增加超过50nm时，两个方向上的杨氏模量均趋于定值，且都接近体硅的值．     

锗纳米镶嵌薄膜的电致发光及其机制

采和射频磁控溅射技术,在Ge纳米镍嵌薄膜的基础上制备出电致发光器件。器件的结构为半透明Au膜／Ge纳米镍嵌薄膜／p-Si基片。当正向邻居坟大于6V时,用肉眼可以观察到可见的电致发光,但在反向偏压下探测不到光发射。所测电致发光谱中只有一个发光峰,峰位在510nm（2．4eV,绿光）,并且随着正向偏坟的升高,峰位不发生移动;对于不同温度退火的样品,峰位也保持不变。根据分析结果讨论了可能的电致发光机制。