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物电学院2024年学术沙龙暨研究生学术论坛第十二期

       

时间:2024年9月26日(周四)下午14:00

地点:12204

 

交流报告一

报告题目:基于水凝胶超构表面的动态光场操控研究

报告人:代尘杰  博士

报告摘要:近年来,纳米光子学器件的光学操控正在经历由静态向动态的革新,利用外部的主动调控手段赋予超构表面或纳米薄膜动态响应特性,逐渐成为微纳光学领域的研究热点。尽管多种调控策略如电控、热控、光控等被提出用于主动式纳米光子学器件,实现了如动态光束偏折、动态聚焦、动态全息等功能,然而在设计大面积调控、连续调控、功能集成的主动式器件时仍存在挑战。基于此背景,本报告将介绍基于水凝胶材料的主动式纳米光子学器件实现动态光场操控动态调控机理及应用:(1)水凝胶微纳结构的制备工艺和动态响应特性,水凝胶纳米微腔的动态光谱操控能力,以及在动态彩色印刷和动态全息方面的应用。(2)多层膜水凝胶纳米微腔的光学空间滤波原理,以及基于结构的光学响应特性和材料的湿度膨胀特性,实现的波长复用和湿度调控的可切换光学成像技术。(3)量子点集成的水凝胶纳米光子学器件,基于水凝胶微纳结构与荧光物质相互作用的辐射操控原理,实现的非相干荧光辐射方向的动态调控。

 

交流报告二:

报告题目:双钙钛矿型SOFC阴极材料PrBaCo2O5+δ改性研究

报告人李翱飞(在读硕士研究生)

报告摘要:固体氧化物燃料电池(SOFC)具有能量转换效率高,污染排放少,燃料兼容性广等优点,被视为未来具有广泛应用潜力的高效清洁能源。阴极作为SOFC的核心部件之一,其缓慢的氧还原动力学是限制电池整体性能的关键因素。PrBaCo2O5+δ钙钛矿由于其独特的晶体结构,具有较高的氧离子扩散速率和快速的氧交换动力学,成为一种极具潜力阴极材料。为了进一步提高材料的电化学性能,目前在PrBaCo2O5+δ的改性问题上,已经提出了很多方法,如元素替代、阳离子缺陷、阴极与电解质的复合、表面改性等。但是其中关于掺Fe 的 PrBaCo2O5+δ 阴极探究却很少,对 ORR 催化活性尤其是涉及氧传输的 ORR 动力学的认识也有待补充。因此我们通过溶胶-凝胶法制备了 PrBaCo1.8Fe0.2O5+δ 阴极材料,同时制备PrBaCo2O5+δ 阴极材料进行性能比较。系统研究了两种阴极材料的晶体结构、表面化学状态、电导率和电化学性能。通过对称电池的阻抗谱实验确定了阴极材料 ORR 的限速步骤,这对理解阴极材料的电催化机理具有重要意义。

 

交流报告三:

报告题目:基于狄拉克半金属的完美吸收器研究

报告人:程国伦(在读硕士研究生)

报告摘要:超材料是一类具有特殊设计结构的合成材料,在微观尺度上表现出非常独特的电磁特性。这些材料通常是通过精密工程制造出来的,将不同类型的材料组合成一种材料,以实现传统材料无法实现的性能。近年来,狄拉克半金属因其优异的光学性能而备受关注。鉴于狄拉克半金属对太赫兹波具有优异的响应特性,因此可以考虑将这种材料用于光学器件的设计和制造。光学器件的可调性在工业和科学中具有重要的意义。光学器件的可调性在工业和科学上都是至关重要的。狄拉克半金属改变其费米能量,影响光学响应,使其成为可调谐光学器件的理想选择。我们利用时域有限差分算法,基于表面等离子激元共振、腔共振、磁共振等多重共振耦合,实现了多波段的完美吸收效应。

 

交流报告四:

报告题目:基于狄拉克半金属的超宽带外吸收器

报告人:李勃(在读硕士研究生)

报告摘要:设计了一种基于狄拉克半金属的可调谐超材料吸波体,该吸收体由自上而下的三种不同结构组成,分别是双半圆形狄拉克半金属谐振器、二氧化硅(SiO2)衬底和连续二氧化钒(VO2)反射层。当狄拉克半金属的费米能级为时,吸收体在该范围内吸收90%以上。首先,利用狄拉克半金属电导率的可调性,可以通过改变狄拉克半金属的费米能级来实现吸收频率的动态调谐,而无需优化几何形状和重新制造结构。其次,通过添加相变材料VO2,改善了结构,使吸收体的吸收性能大大提高。

 

交流报告五:

报告题目:基于法布里-珀罗谐振的温度和折射率可调谐超材料吸收器

报告人李文鑫(在读硕士研究生)

报告摘要:随着光学技术的快速发展,对高性能光学设备的需求不断增长,尤其是在精确控制电磁波传输和吸收方面。为了满足这些需求,本文研究了一种基于Fabry-Perot共振的超材料吸收器,旨在通过简化的微结构实现高效的温度和折射率感应。这种设计利用金、Dirac半金属和二氧化钒( VO2 )的组合,结合粒子群优化算法,不仅优化了材料的吸收性能,还提高了设备的应用灵活性和实用性。通过粒子群优化(PSO)算法,我们简化了吸收器的设计,优化了其参数,使其在多个频段达到近乎完美的吸收效果,且具有极高的Q因子和折射率灵敏度。吸收器的独特之处在于其结构简单且易于加工,结合了VO2的相变特性和Dirac半金属的高电子迁移率,有效地应用于温度变化检测和折射率调控。研究结果表明,这种新型光学器件具有高灵敏度和调控简便性的光学设备,用于生物医学研究和环境监测等领域,展示其在现代光学应用中的广泛潜力。

 

交流报告六:

报告题目:隧穿电流探测系统的研制

报告人:李文志(在读硕士研究生)

报告摘要:利用压电陶瓷可跟随控制电压在纳米级精度进行伸缩移动的特性,搭建一套测量系统,将针尖足够尖锐的铂金丝推送到距离样品表面几纳米的距离但不与样品表面发生接触,在偏置电压的作用下,使针尖和样品之间产生pA~nA级的隧穿电流,系统对该隧穿电流进行采集放大后用于后续其它应用的输入。

 
物理与光电工程学院        
2024-09-24            
 

 

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