二氯二硫脲合镉晶体的电子结构与光学性质的研究

采用基于平面波赝势方法（PWP）和局域密度近似（LDA）的第一性原理方法,研究了二氯二硫脲合镉（BTCC）晶体的电子结构,能态密度和线性光学性质。研究表明BTCC晶体属间接带隙晶体,带隙值为3.81 eV;电荷密度分析反映Cd和Cl原子,以及氢键对分子组合以及排列结构有重要影响。采用密度矩阵理论计算了介电常数和折射率,理论结果与实验符合甚佳。     

电磁波在不同媒质的传输矩阵理论

运用电动力学理论详细地推导了电磁波在正、负折射率媒质界面的传输矩阵,以及电磁波在正折射率媒质内部和负折射率媒质内部的传输矩阵,并在此基础上对不同模型的光子晶体的透射系数进行了模拟,此研究为进一步研究电磁波的传输特性提供了一定的依据．     

非线性包层矩形波导E^y00模的“平台形”场分布

通过对芯区为线性介质、包层为非线性自聚焦Kerr介质的埋入型矩形波导的理论分析和数值计算表明;当模折射率等于芯区折射率时,E^y00模芯区的场呈现等振幅的“平台形”分布而四周包层的场则急剧衰减;在模折射率分别小于和大于芯区折射率时,E^y00模芯区场分布分别成为上凸和下凹的曲面,并指出,光波导芯区中出现均匀场会在光波导、光电子、光子器件中有潜在的应用。     

浮置板下声子晶体隔振器带隙特性研究

为了提升浮置板轨道的减振效果,阻碍浮置板垂向振动能量向轨下基底的传播,提出了一种基于声子晶体局域共振机理的浮置板轨道隔振器. 运用有限元方法研究了声子晶体隔振器的局域共振带隙特性,并验证了带隙频率范围内声子晶体隔振器对振动的抑制作用;计算了声子晶体隔振器的垂向刚度,建立了三维声子晶体隔振器浮置板轨道有限元模型;计算了整体结构的力传递率与基础加速度响应,并与传统钢弹簧浮置板的计算结果进行了对比. 研究结果表明,声子晶体隔振器存在声子晶体局域共振带隙,对50～150 Hz频带内的振动有抑制作用;声子晶体隔振器与传统钢弹簧垂向静刚度相近,均为6.0 kN/mm;保留了钢弹簧浮置板轨道的低固有频率隔振性能,并且在50～120 Hz频带具有带隙抑制特性,在51 Hz附近力传递率可减小10 dB左右;基础加速度响应在51～150 Hz频带内明显小于普通钢弹簧浮置板轨道,其中51～60 Hz频带内基础加速度相比钢弹簧浮置板轨道减小30%左右. 因此声子晶体隔振器有助于提高浮置板轨道的减振性能.      

基于FDTD法等离子体光子晶体的禁带特性研究

研究了垂直入射的电磁波在一维等离子体光子晶体中的传播特性,采用时域有限差分方法数值模拟的方法讨论了等离子体厚度和介质材料的介电常数对电磁波在等离子体光子晶体中传播反射和透射特性的影响,给出相应参数的模拟结果.     

哑铃形EBG结构微带天线的设计与仿真

以哑铃形EBG结构为研究载体,通过数值计算,对其带隙特性进行了研究．结果表明：在一定范围内哑铃形结构矩形边长增加、狭缝长度增加、介质基板厚度增加、介电常数增加,带隙中心频率呈下降趋势,而狭缝宽度增加,带隙中心频率呈上升趋势;同时表明介质基板厚度、介电常数增加,禁带宽度上升,狭缝宽度增加,禁带宽度下降．依据所得结论,设计了一Ku频段的微带贴片天线,与无EBG结构的同尺寸天线相比,其单元天线增益提高了1．68dB,方向图特性得到了很好的改善．     

一维准周期光子晶体透射谱特性研究

利用传输矩阵法.分别计算了RHM-RHM和RHM-LHM型一维周期和准周期光子晶体在入射角分别是0°、10°、20°和30°时的透射谱.结果表明.在垂直入射的情况下.RHM-RHM一维准周期光子晶体的透射谱的禁带中心较相应的周期光子晶体禁带中心稍有红移,虽两者通带都有振荡,但前者的顶部不再等高,入射角越大,这些变化越明显.在入射角不大于20°时,RHM-LHM一维周期光子晶体具有良好的滤波性能,而准周期光子晶体的滤波性能不及周期光子晶体,但在上述4个入射角的情况下,入射角为10°时,准周期光子晶体的滤波性能最好.     

一种多通道窄带光子晶体滤波器的研究

研究了具有周期缺陷层的一维光子晶体的能带特性。研究表明,此种结构的光子晶体缺陷模的个数,随着缺陷层周期个数的增加而双倍地增加。当入射角增加时,缺陷模的个数不变,但向短波方向移动,此种结构的光子晶体可应用于多通道窄带滤波器。     

尿素晶体的线性和非线性光学性质的从头算研究

采用从头计算平面波赝势方法（pwp）和局域密度近似,计算了尿素晶体的电子能带结构和光学性质,计算表明尿素晶体属直接带隙晶体,计算带隙为5,lleV。在剪切操作下,采用密度矩阵理论计算了介电常数和倍频系数,理论结果与实验符合甚佳,并成功地将二阶非线性光学系数谱的特征峰与介电函数光谱结合起来,按单、双光子共振项进行了分析。不同跃迁过程对二阶非线性光学系数的贡献的研究表明,二阶非线性光学极化率在低频下几乎全部来自于虚电子过程。     

横向应力传感系统的光子晶体光纤的有限元分析

建立了光子晶体光纤在横向应力作用下的力学模型,对不同结构的光子晶体光纤的力学特性进行了仿真分析.研究了横向应力作用下,光子晶体光纤的形变与结构参数的关系.对用于横向应力传感的光子晶体光纤结构的优化设计提出了设计建议.     

晶格常数的变化对FeNCN电子结构影响的第一性原理研究

采用第一性原理计算方法研究了c/a形变下FeNCN晶体的电子结构。结果表明在c/a形变下FeNCN晶体经历了半金属性到金属性的变化,当c/a不大于2.5时,FeNCN晶体表现为半金属性;当c/a大于2.5时,FeNCN晶体表现为金属性。Fe原子是晶体分子磁矩的最主要的贡献者,其自旋磁矩受c/a变化的影响程度较小。当FeNCN晶体表现为半金属性时,其分子磁矩能维持在稳定的整数值8.00μB;随着c/a的增加,分子磁矩逐渐减小。对c/a为2.3时FeNCN晶体电子结构的研究表明:此时自旋向上的子能带表现出间接带隙的半导体特征,晶体的半金属隙为0.11 eV。     

Sol-Gel提拉法制备ZAO薄膜及其光电性能

采用溶胶-凝胶（Sol-Gel）浸渍提拉法（基于组装的小型提拉装置）在普通玻璃片上制备出ZnO：Al（ZAO）薄膜,利用扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计、数字式四探针测试仪等检测手段分别对其进行了分析比较。结果表明：Al^3＋浓度为1．0％的ZAO薄膜表面最为致密均匀;随着退火温度的提高,薄膜的晶体平均粒径明显增大,电阻率逐渐减小;不同掺Al量的ZAO薄膜在可见光区的平均透光率均在70％以上,当Al^3＋浓度为1．5％时,550℃退火2h,电阻率最小,为5．9×10^-2Ω·cm。     

滞变阻尼对周期轨道结构垂向振动带隙特性影响

为探究滞变阻尼对周期轨道结构带隙的影响,以我国有砟轨道为例,基于能量泛函变分原理分析其带隙特征。通过将滞变阻尼效应引入钢轨、扣件和道床中,研究了周期性有砟轨道的频散特性随阻尼的变化情况。进一步地,研究了阻尼作用下轨道结构的振动传输特性。结果表明：无阻尼轨道结构的带隙范围与振动响应的衰减范围一致;钢轨阻尼很小且对轨道结构带隙几乎没有影响,在计算和预测振动时可以忽略;扣件的阻尼会略微增加轨道结构带隙,对带隙整体影响不大,但对于振动响应,扣件阻尼的耗散作用会增加150～500 Hz内振动衰减范围;道床阻尼增大会增加第一阶带隙范围,但会减小第二阶带隙范围,在振动响应中,增大道床阻尼能够使260 Hz内的钢轨振动均发生衰减。     

左手超材料的研究进展

在经典物理学框架下论述了左手超材料的起源、分类和特性应用。左手超材料研究凭借日新月异的材料制备技术获得了长足的发展,目前已涵盖谐振贴片型、传输线集成型、薄膜层合型、颗粒复合型和渔网型等五大类别。负折射率是左手超材料最核心的特异属性,并衍生出负折射、超分辨率成像和光子隧穿效应等电磁场超特性;而左手超材料的后向波传播特性则主导了逆多普勒效应、逆切伦科夫辐射以及反常古斯—汉森位移等奇特波现象;此外,左手超材料胞元结构还具有重要的亚波长电磁响应特性。左手超材料在诸如成像、隐身、雷达、天线、传感器等领域具有非常重要的应用潜力。     

负折射率材料的实现模式及传输衰减分析

推导了均匀材料折射率完整的解析表达式,并基于此按照材料导磁性、导电性和介电性的不同情形讨论了电磁波的传输模式,结果表明材料的导磁性和介电性是负折射率的必要条件;进而得到了实现负折射率的3种可能情形,即磁导率和介电常数至少一个参数为负值,与此同时传输衰减上升为负折射率材料的新挑战;虽然材料的导电性不是负折射率的决定因素,但导电性与材料的传输衰减关系密切。此外也探讨了零折射率材料的凋落波传输模式。     

桥梁混凝土裂缝成因与防治措施

混凝土是脆性材料,而钢筋却是韧性材料,它们两者在一起工作,弹性模量相差很大,而且两者的强度差别就更大,因此两种材料在一起共同发挥作用,要使钢筋参加工作,比较多的承受力,混凝土势必开裂。大量的工程和理论分析表明钢筋混凝土构件基本上都是带裂缝工作的。裂缝一般分成不可见裂缝和可见裂缝。可见裂缝又分为无     

低温球磨制备块体纳米Al晶体材料的组织与性能

采用低温球磨结合真空热压烧结技术制备了块体纳米Al晶体材料,并加入硬质Al2O3颗粒来进一步提高该材料的强度和硬度．利用X射线衍射,透射电镜对材料的微观组织进行了分析和观察,并对所制备块体纳米材料的密度、显微硬度和拉伸性能进行了测定．研究结果表明：当球磨时间从8h增加到14h时,纳米Al粉末颗粒的晶粒尺寸从55nm减小到43nm,微观应变从0．0272％增至0．0759％．经致密化处理后,该材料的晶粒尺寸从115nm减小到71nm．经热挤压后的块体纳米Al及Al—Al2O3晶体材料的相对密度都达99．4％以上,其最高显微维氏硬度分别为1．02和1．22GPa,比粗晶Al的显微维氏硬度分别提高了3和3．6倍．块体纳米Al的最高屈服强度和抗拉强度分别为165和243MPa,比粗晶1050纯Al的屈服强度和抗拉强度分别提高了7．5和3．2倍．当平均晶粒尺寸小于223nm时,得到块体纳米Al材料的屈服强度与晶粒尺寸之间的关系为σ=71．8＋1．8D^-1/2．     

无线传感器网络三维覆盖策略研究

从覆盖面积和有效覆盖率2个方面评估了正三角形网格和正四边形网格的性能优劣.根据理论分析和公式推导,将三维区域完全覆盖问题转化为多个平面覆盖问题研究.采用性能较好的正三角形网格进行节点部署,从拓扑学的角度给出了一种三维区域完全覆盖的部署策略,提供了所需的最少节点数的数学表达式,进行了仿真验证.     

由双暗态引起的窄谱线增强和双光子透明现象

原子相干和量子干涉效应正逐步成为共振非线性光学物理的一种重要而且广泛的应用工具。在光学介质的非线性光学性质的研究中,在单光子、双光子和多光子吸收的禁止方面这些效应具有潜在的应用价值。尤其在光子比较少的光学领域,我们已经观察到了由电磁诱导透明的特大Kerr非线性特征和折射率增大而引起的无吸收非线性光学,这对量子非线性光学性质的研究具有极其重要的作用。     

航空公司合作博弈下的时隙交换模型

针对航班波运行方式下的地面等待问题，提出了时隙交换策略。以参与交换各方的最小旅客延误为目标函数，以Pareto改进解为约束条件，运用合作博弈理论建立了2个航空公司间的时隙交换模型。将时隙交换模型分解成时隙指派模型与时隙组合模型，使用时隙指派模型求给定时隙状况下的最优指派方案与目标函数值，使用时隙组合模型求2个航空公司的最优时隙分配方案。计算结果表明：在无时隙交换下，航空公司1的旅客总延误为238955min，航空公司2的旅客总延误为145170min；当2个航空公司相互交换6个时隙后，航空公司1的旅客总延误为232945min，航空公司2的旅客总延误为142130min，分别下降2．5％与2．1％；当航班信息完全时，时隙交换能够使航空公司获得最优Pareto改进解；当航班信息不完全时，航空公司可以通过讨价还价的方法获得较好的时隙交换方案。