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关键词： 万用表   晶闸管   大功率   控制极   PN结   二极管   测量   电阻  

摘要： Q在大功率单向晶闸管内部，控制极和阴极间并联有几十欧的电阻．用万用表电阻挡测量，已经不会呈现出二极管PN结的特性．请问还能不能用万用表测量判断此类晶闸管的好坏？（北京赵征）

关键词： 天体生物学   物理定律   生物结构   电子受体   自养生物   硫酸盐还原菌   物理障碍   泡利不相容原理   达尔文进化论   碳质球粒陨石  

摘要： 尽管生物具有令人惊叹的多样性,但是生命形式和生命过程受限于在大尺度和小尺度起作用的普适原理。对生命现象认识的核心是,明确物理定律在何种程度上限定了在所有层次上可能的生物结构。最终,为了正确应对这个挑战,我们可能不得不找到另外的进化过程并进行统计上正确的比较。对可能存在的不寻常生命结构的研究动机大多来自天体生物学,

关键词： PN结   测温灵敏度   禁带宽度  

摘要： PN结物理特性实验是一个综合了热学与电学知识的物理实验,通过测量不同温度下结电压的变化,得到PN结温度传感器的灵敏度。进而可以推算出绝对零度下硅的禁带宽度,分析了实验结果误差的主要来源。

关键词： 质量   磁矩   暗物质   暗能量   普朗克质量  

摘要： 本文通过对电子、μ子、τ子质量的探讨，给出了一些与质量及磁矩相关的经验公式，并简单讨论了暗物质、暗能量及普朗克质量。

关键词： 二极管   PN结   电磁脉冲   阈值  

摘要： 为研究电磁脉冲作用下p-n-n+型二极管的击穿及损伤情况,文中结合Si基p-n-n+型二极管,采用漂移—扩散理论结合热流方程,建立了二极管的二维电热模型。仿真结果表明,电压信号的上升时间和幅值对二极管是否击穿有直接影响,上升时间越短、初始偏压越高,则二极管越容易击穿。损伤及烧毁阈值随电压幅度的增加而升高,随上升时间的增加而降低。

关键词： 纳米岛   相关有效场理论   磁矩   相变温度   内能  

摘要： 低维纳米材料是当前科学研究的热点之一,低维纳米材料包括二维、一维和零维纳米材料。其中零维纳米材料在材料结构上可以表现为量子点、纳米岛等。纳米岛是由有限数目的原子构成,在x-y平面及z方向上的尺寸均在纳米量级,被誉为是“人造原子”。纳米岛与其它磁性材料相比可以显著地提高比表面积,主要在磁储备装置、小结构高覆盖率太阳能电池、锂离子电池和光电探测器等有潜在的应用前景。因此,磁性纳米岛的理论研究对其应用有重要的指导意义。本文基于相关有效场理论研究了六角磁性纳米岛的物理特性。论文中,主要研究了各物理参数对磁性纳米岛的磁矩、磁化率、相变温度、磁滞回线、阶梯效应、内能、比热的影响。结果显示,改变交换耦合作用、磁晶各向异性和横场时,系统会出现重入现象,并且在一定参数范围内,系统会同时出现两个相变点和一个补偿点;随着各参数的变化,系统内能曲线会在不同的位置出现拐点,即相变温度不同;比热曲线在相变温度处会出现奇异现象,这是典型的二级相变特点;当系统处于低温时,在外场的作用下,磁矩表现出明显的阶梯效应,表面交换作用和磁晶各向异性对阶梯效应有重要影响;交换耦合作用、磁晶各向异性、横场及温度都会影响系统磁滞回线的环数及形状。基于相关有效场理论还研究了立方结构磁性纳米岛的物理特性。立方结构纳米岛的磁矩、相变温度及阶梯效应受核的磁晶各向异性影响较大。与六角结构纳米岛的变化规律类似,在一定的参数范围内,系统也出现了多个相变点。内能、比热曲线的变化趋势与六角结构纳米岛相似。在低温时,系统出现了磁矩阶梯和多环的磁滞回线。

关键词： 尖晶石结构铁氧体   晶体结构   磁矩   阳离子分布   电离度  

摘要： 尖晶石结构铁氧体具有较好的应用前景。例如,在磁制冷、微波器件、彩色影像、高密度存储器件和磁流体中都有很好的应用。因而近年来得到广泛关注。尖晶石结构铁氧体的化学通式为（A）[B]2O4,较大的氧离子呈面心立方密堆积结构,较小的阳离子占据氧离子的间隙位置。间隙位置可以分为两种:四面体（A）位和八面体[B]位,其中八面体[B]位间隙大于四面体（A）位间隙。传统理论一般用超交换相互作用和双交换相互作用来解释磁性氧化物的磁有序问题。截止到目前,对于尖晶石结构铁氧体MxMn1-xFe2O4（M=Zn,Mg,Al）的探索虽有大量报道,但对其中阳离子分布与材料磁性的关系还存在着争议。本文利用化学共沉淀方法制备了系列样品ZnxMn1-x Fe2O4（0.0≤x≤1.0）、MgxMn1-xFe2O4（0.0≤x≤1.0）和AlxMn1-x Fe2O4（0.0≤x≤0.5）,利用室温下的X射线衍射谱对样品进行晶体结构表征,使用物理性质测量系统对样品进行磁性测量。用本课题组最新提出的O2p巡游电子模型和量子力学势垒模型对样品中的阳离子分布进行了详细的分析,给出其中阳离子分布的详细数据,解释了样品磁性与阳离子分布的关系。主要研究结果如下:（1）所制备的MxMn1-xFe2O4（M=Zn,Mg,Al）三系列样品均为单相立方尖晶石结构,它们所属的空间群是Fd3m;晶格常数a均随着掺杂量x的增加而相应减小;晶粒粒径均大于100 nm,因此表面效应的影响很小,在磁性研究中可不予考虑。（2）分别在10K和300K温度下测得三系列样品的磁滞回线,从而得到样品的平均分子磁矩mexp,并发现三系列样品的mexp随掺杂量x的变化呈现出的不同趋势:样品ZnxMn1-xFe2O4（0.0≤x≤1.0）的mexp随x变化呈现先增加后减小的趋势,在x=0.4时达到最大;而MgxMn1-xFe2O4（0.0≤x≤1.0）和AlxMn1-xFe2O4（0.0≤x≤0.5）两系列样品mexp随x的增加近似呈现单调减小的趋势。（3）阳离子分布受到六个因素的影响。第一,阳离子电离能和阴阳离子间距;第二,电子云的泡利排斥能;第三,电荷密度平衡趋势;第四,电离度,即氧离子的平均化合价绝对值小于2,阳离子化合价也小于传统的化合价数值;第五,在Mn1-xFe2O4中,Mn3+（3d4）离子的磁矩与Mn2+（3d5）、Fe 3+（3d5）和Fe2+（3d6）离子的磁矩反平行排列;第六,由于Zn,Mg和Al离子掺杂,导致阳离子磁矩之间出现倾角,并且倾角随掺杂量的增加而增大。（4）对于这三系列样品而言,占据[B]位的Fe（Fe2+和Fe3+）离子和Mn2+离子的含量都超过了55%。这导致样品磁矩的方向与[B]子晶格磁矩的方向保持一致。（5）在样品ZnxMn1-xFe2O4（0.0≤x≤1.0）中,当x<0.4时,随着x的增加,在（A）位Zn2+离子含量增加的很快,这导致（A）子晶格磁矩的快速减小,样品的总磁矩迅速增大。当x>0.4时,在[B]位Zn2+离子含量增加很快,导致[B]子晶格的磁矩快速减小,因此样品的总磁矩也快速减小。（6）在MgxMn1-xFe2O4（0.0≤x≤1.0）和AlxMn1-xFe2O4（0.0≤x≤0.5）两系列样品中,Mg2+和Al（包括Al2+和Al3+）离子在（A）位和[B]位的含量都是随着x的增大而接近线性地增加,但是在[B]位含量的增速要大于（A）位,这导致平均每分子磁矩随着x的增大而接近线性地减小。

关键词： HoSin   基态结构   电子亲和能   光电子能谱图   断裂能  

摘要： 在硅团簇中掺杂稀土金属元素,不但能使硅团簇的稳定,而且还能作为一种拥有新特性（包括磁性、光学性质、自旋电子和催化性等）的功能纳米材料的基元,在新材料的设计领域中发挥着重要作用。本文主要以镧系稀土金属钬（Ho）掺杂硅团簇HoSi_n（n=3-20）为研究对象,采用不同的密度泛函方法研究了其结构与性质的变化。对于小分子HoSi_n（n=3-9）及其阴离子体系,采用PBE,PBE0,B3LYP和mPW2PLYP四种密度泛函方法结合相对论效应的小核赝势基组（ECP28MWB）和cc-pVTZ基组得出以下结论:（1）含有MP2相关函的双杂合mPW2PLYP方法最能准确地预测HoSi_n（n=3-9）的基态结构和性质。对于中性分子预测的基态结构是六重态,且都是取代结构（除了n=7）。对于阴离子预测的基态结构都是五重态。（2）mPW2PLYP方法预测的电子亲合能与实验值能够很好地符合,模拟的HoSi_n?（n=5–9）的光电子能谱和实验光电子能谱也很好地符合。（3）从HoSi_n断裂出Ho原子的断裂能在n=4和n=7时为局域最小值,在n=5和n=8时为局域最大值。（4）HOMO-LUMO能隙表明掺杂稀土原子能明显提高硅团簇的光化学反应性。（5）自然布局分析表明HoSi_n（n=3-9）及其它们的阴离子的磁性主要由Ho原子提供,尽管Ho原子的4f电子参与成键,但是Ho原子的磁性并没有消失。对于大分子HoSi_n（n=10-20）体系,采用B3LYP和PBE0两种密度泛函方法结合cc-PVDZ基组和小核相对论基组（ECP28MWB）得出以下结论:（1）当n=10-15时,HoSi_n被预测的基态结构是四重态的取代结构。当n=16-20时,HoSi_n被预测的基态结构为六重态的内嵌笼形结构,并且HoSi16为最小笼型基态结构。（2）从相对稳定性来看,HoSi13,HoSi16,HoSi18和HoSi20比其他团簇更稳定。（3）硬度分析表明将Ho原子掺杂到Sin团簇中能够提高其光敏感型,特别是HoSi20。（4）从电荷转移来看,对于HoSi_n（n=10-15）非笼形结构,电荷是从Ho原子转移到Sin团簇,Ho是电子供体。对于HoSi_n（n=16-20）笼形结构,转移方向是相反的,Ho是电子受体。（5）磁性分析表明HoSi_n团簇的大部分磁性由Ho原子提供,形成笼形结构时磁性并没有消失。对于HoSi_n（n=16-20）笼形结构,4f电子发生变化,参与成键。而且HoSi_n（n=16-20）团簇的总磁矩增加了。（6）笼形的HoSi16由于高化学稳定性和相对稳定性,最适合作为新型高密度磁存储器纳米材料的构建基元。完全笼形的HoSi20团簇由于高相对稳定性和光敏感性,最适合作为新型光学和光电光敏纳米材料的构建基元。

关键词： HPHN量子点   碳量子点   荧光猝灭   Cu2+检测   电子组态   Fe3+检测  

摘要： 碳纳米材料主要包括碳纳米颗粒,碳纳米管,石墨烯和富勒烯。这些碳材料具备很多优良的性质,比如极好的磁学,电学,光学性质等等。特别是碳量子点自从2004年被首次发现以来引起了研究者普遍的关注。碳量子点是一种粒径小于10 nm的分散性良好的,形状近似球形的碳纳米材料,具有量子限域效应和边缘效应。作为一种新型的荧光碳纳米功能材料,碳量子点具有很多优良的性质,包括较低的毒性,极好的光稳定性,良好的生物兼容性,化学惰性和低成本。这些优良的性质使其在环境监测、生物传感、生物成像、太阳能电池,发光二极管、光电转换和光催化等领域有着广泛的应用。碳量子点的性质与结构密切相关。碳量子点团簇的结构包括分子结构与晶体结构。碳量子点的分子结构决定电子结构,与性质密切相关。研究结果表明:碳量子点的氧化程度越高,则分子的含氧官能团增加,光致发光的发射光谱会发生红移。也可以通过掺入氮,磷,硼,硫等元素来改变电子结构从而调节碳量子点的光学性质。晶体结构决定表面结构,碳量子点的表面结构与性质关系重大,所以研究碳量子点的分子结构和晶体结构与性质的关系至关重要。但是目前各种原料和方法制备的碳量子点都是混合物,不仅成分复杂,而且晶体结构多样,这给研究碳量子点的结构与性质之间的关系带来挑战。本论文具体的研究工作包括:(1)本文用已知分子结构、晶体结构的纯化合物9-Hydroxyphenalenone(HPHN)通过更换溶剂法制备了发蓝色荧光的HPHN量子点。通过透射电子显微镜和动态光散射确定HPHN量子点的粒径主要分布在3-6 nm,并通过HPHN分子的晶体结构构建了HPHN量子点晶体的团簇结构,并研究了量子点的吸收光谱与溶液吸收光谱之间的区别,说明表面结构对量子点的性质的影响的重要性。所制备的HPHN量子点可以灵敏的检测铜离子。从实验和理论上验证了铜离子使HPHN量子点荧光发生猝灭的机理。(2)用廉价绿色碳源焦煤作为原料,分别用双氧水氧化和臭氧氧化用两种简单,绿色的方法来制备碳量子点(CQDs),两种方法得到的碳量子点的尺寸均分布在3 nm左右,在365 nm的紫外灯的照射下都发出黄色的荧光,双氧水氧化制备的碳量子点在酸性和碱性环境中都有较强的荧光强度,而臭氧氧化制备的碳量子点在碱性环境中荧光强度较弱。这两种碳量子点都可以对其进行表面功能化来探索在光催化领域的应用。(3)以HPHN分子为原料进一步合成分子BF2(HPHN),该分子对Fe3+有很好的选择性,检测极限可达0.09μM,是一种很好的检测金属离子的探针。

关键词： 第一性原理   体弹性模量   理论强度   磁矩   态密度  

摘要： 随着人类科学的发展和进步,人民生活水平和思想意识的逐渐提高,过度使用化石燃料对环境的恶劣影响和能源枯竭等问题已经引起了人们的广泛关注.因此,氢能被认为是工业时代最有潜力的清洁能源.一个世纪以来,氢与金属的相互作用成为了一个令人感兴趣的话题,因为金属氢系统在很多方面有重要的应用价值.例如,金属氢系统可以用于氢贮存、热贮存和能量转化、氢的提纯和回收以及在电池上的应用.在本论文中,我们采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了 Ni、Ni4H2和NiH的力学性质、磁学性质和电学性质.给出了三者的几何结构,计算了它们能量随晶胞体积的变化、理论强度和体弹性模量.发现随着氢组分的增加,系统的体弹性模量逐渐减小,而理论强度逐渐增大;其次,计算了平衡晶格时的磁矩,Ni的磁矩为2.489μB,Ni4H2磁矩为1.006rμB,NiH在平衡晶格时候没有磁矩,说明随着氢组分的增加,体系的磁性逐渐降低.最后计算了三者的态密度,fcc结构Ni在费米能级附近的态密度主要是由于3d电子贡献的;NaCl结构的Ni4H2在-8.5～-6.7eV的能量范围内,态密度主要由H的s轨道电子贡献,在费米能级附近,态密度主要是由于Ni的3d电子贡献;NaCl结构的NiH在-12.0～-6.4eV范围内,态密度主要由H原子的s电子贡献,同样在费米能级附近,态密度主要是由Ni的3d电子贡献的.