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物电学院2024年学术沙龙暨研究生学术论坛第十八期

       

时间:2024127日(周六)上午9:00

 

A会场:16B105

交流报告一

报告题目:基于冷原子系综的光子传输及调控

报告人:水涛 博士

报告摘要:基于量子系统的弱光水平下的光子传输可以为量子通信和量子信息处理领域中的功能性光量子器件的设计提供有效支撑。在众多量子系统中,冷原子系综所具有的量子相干性和人工可调性等优势,使其成为了实现光子传输全光控制的一个有效载体。本报告将介绍本课题组在基于冷原子系综的光子传输调控方面取得的主要进展:首先通过驻波调制构建出了两类满足PT对称和PT反对称关系的原子光栅,实现了单边的光栅衍射;其次,利用被背向四波混频和非弹性两波混频效应实现了涡旋光束轨道角动量信息的高效转化。

 

交流报告二

报告题目:基于 MXene 超材料的超宽带吸收器研究

报告人:李禹昌(在读硕士研究生)

报告摘要:超材料也被称为人工复合结构,是一种周期性电磁结构,其尺寸小于外部入射波长,并具有在天然材料中无法找到的电磁特性。是近年来出现的一种新型材料。与其他相比, 由于其独特的多层结构、增强的稳定性和更大的比表面积,表现出优异的光学和电学性能,越来越受到学者们的关注。与贵金属具有相似的性质,两者都具有很高的复介电常数。我们利用时域有限差分法,基于表面等离子体共振,间隙等离子体共振等多重共振耦合,实现了超宽带的完美吸收效应。因此,所设计的超宽带吸收体可能在光伏、太阳能集热 器、光热转换等相关领域找到许多重要的潜在应用。

 

交流报告三

报告题目:k栅绝缘层薄膜晶体管的制备与电学特性研究

报告人:邹米捷(在读硕士研究生)

报告摘要:随着半导体产业的飞速发展,二氧化硅作为传统的栅绝缘层已经无法满足薄膜晶体管以摩尔定律比例缩小的趋势,选用其他介电常数高、热稳定性良好、禁带宽度大、与硅基底兼容良好的材料替代二氧化硅作为薄膜晶体管栅绝缘层是提升器件性能的有效方法,本次汇报将以氧化铝、氧化铪等高k材料代替二氧化硅作为薄膜晶体管绝缘层为主题,探究了高k材料替换传统二氧化硅绝缘层之后对薄膜晶体管的性能改善。

 

交流报告四

报告题目:Rh基金属氢化物钙钛矿的第一性原理研究

报告人:杜逸飞(在读研究生)

报告摘要 氢能作为一种高能源密度的清洁能源被认为是21世纪最具潜力的清洁能源之一,但在氢的生产、运输和储存方面仍面临技术挑战,尤其是氢的储存问题亟待解决。钙钛矿ABX3型氢化物由于其稳定的结构和较高的储氢能力,逐渐成为固态储氢材料的候选者。铑具有高耐腐蚀性、高熔点和卓越的催化性能。本研究首次使用第一性原理方法研究了铑基三元氢化物钙钛矿XRhH3X=Li, Na, KRb)的结构和物理性质。XRhH3钙钛矿在力学上、热力学上和动力学上都是稳定的。电子性质证明这些材料都显示出金属特性。光学性质表明,XRhH3材料具有高介电常数和折射率。力学性质表明,LiRhH3NaRhH3是韧性材料,而KRhH3RbRhH3表现出脆性行为。在这些化合物中,LiRhH3NaRhH3展现出更强的侧向变形承载能力和刚度,使它们更适合于储氢。计算得到的LiRhH3NaRhH3KRhH3RbRhH3的储氢容量分别为2.612.292.041.56 wt%。他们的脱附温度分别为415.6 K, 363.7 K, 268.2K, 178.1K

 

交流报告五

报告题目:基于可拉伸柔性导电膜的追光系统设计

报告人:陈健

报告摘要:可拉伸柔性透明导电膜良好的可变形性、透明性和导电性,在诸多领域展现出广阔的应用前景。本项目基于金属纳米线和聚合物材料制备可拉伸柔性透明导电膜,基于该导电膜、光电传感器和步进电机设计并搭建完整的自动追光系统。该系统集成了光源检测模块、控制模块和驱动模块,能够较大范围的拉伸和扭转,并适宜于集成无机/有机光电传感器与电路系统,实现快速、精准的光源追踪,通过开发特定的控制算法,我们进一步提高了系统的追踪进度和稳定性。随着市场对柔性追光系统的需求日益增加,本项目所设计的追光系统可为穿戴设备、智能机器人、生物仿真等领域提供高性能且可靠的追光解决方案,有助于提高产品的市场竞争力,同时,项目的实施还将带动材料科学、精密制造、智能制造等领域产业的发展,促进产业结构的优化升级。

 

交流报告六

报告题目:10年国内中学物理实践性作业研究现状和展望

报告人:李德萍

报告摘要:随着《义务教育课程标准(2022年版)》将跨学科实践作为新增的课程内容一级主题,中学物理实践性作业的研究逐渐受到学术界关注。本研究运用文献计量法和内容分析法,对十年来国内有关实践性作业的文献进行梳理与分析,研究结果表明:实践性作业的类型主要集中在制作类和实验类;作业设计关注初中学段和力学主题;研究方法以经验研究为主;作业评价关注过程性评价,反映学生在学习过程中的成长和进步的增值性评价研究较为缺乏。未来跨学科实践性作业可能会成为研究的热点。

B会场16B106  

交流报告七

报告题目:一维纳米线光电探测器的制备和研究

报告人:郑定山 博士

报告摘要:一维纳米线凭借其比表面积大、载流子迁移率高、光电转换性能好等特点,被广泛用于光电探测领域。然而,由于纳米线在制备过程中会引入非故意掺杂、丰富的表面态和晶格缺陷、致密的表面氧化层等,导致纳米线光电探测器的暗电流较大,探测率低,严重限制了器件的探测性能。因此,迫切需要通过结构设计及局域场调控来抑制暗电流,提高器件的信噪比和探测能力,实现高性能人工微纳结构光电探测器。(1)通过铁电材料PVDF的负向极化所产生的超强静电场来完全耗尽纳米线沟道中的背景载流子,以降低暗电流、提高信噪比及探测率,获得低噪高性能纳米线光电探测器。(2)通过高k电介质HfO2的钝化抑制热电子效应和隧穿效应产生的背景暗电流,获得低暗电流、高探测率的顶栅纳米线光电探测器。(3)通过控制纳米线生长及器件制备,获得低噪高性能小直径p型纳米线光电探测器。

 

交流报告八

报告题目:氧化铝钝化层对铟镓锌锡氧化物薄膜晶体管性能的影响研究

报告人:邓九洲(在读硕士研究生)

报告摘要:薄膜晶体管(Thin Film Transistor,简称TFT)是一种特殊的晶体管,其特点是使用薄层技术在基板上沉积半导体材料及其他材料形成晶体管。TFT技术主要应用于液晶显示(LCD)领域,是现代显示技术的核心组成部分之一。在LCD显示面板中,每个像素点都配有一个TFT,用来控制通过像素的光线量。这种主动控制机制使得TFT LCD能够提供高分辨率、高对比度、快速响应时间和良好的色彩再现,从而成为电视、电脑显示器、手机屏幕以及其他便携式电子设备的首选显示技术。自2004年发明第一个非晶铟钾锌氧化物薄膜晶体管来,科学家通过掺杂硒大大提高了薄膜晶体管的迁移率、改善了亚阈值摆幅、具有高的电流开关比。因此掺硒的铟钾锌氧化物薄膜晶体管的性能研究具有重要的实际意义。本次汇报在铟镓锌锡氧化物薄膜晶体管的表面镀一层薄薄的氧化铝来优化器件性能,最终通过实验测试表明镀氧化铝的薄膜晶体管迁移率和最大开态电流均得到改善。

交流报告九

报告题目:一种耐用的可大规模应用的彩色日间被动辐射制冷涂层

报告人:袁优(在读硕士研究生)

报告摘要:随着城市化进程的加速,建筑能耗已占全球总能耗的40%,其中建筑供冷系统消耗了大量能源。传统的压缩机制冷技术不仅能耗高,还会产生有害的氟化物和二氧化碳排放,加剧全球变暖问题。因此,开发一种无能耗且环保的建筑降温技术显得尤为迫切。本研究采用煅烧高岭土(CK)粉末和水性有机硅丙烯酸树脂乳液(SAE)制备了一种具有辐射冷却功能的复合涂层。该CK/SAE复合涂层展现出高太阳反射率(90%)和红外发射率(93%),在多云和晴天条件下,能分别实现4.6℃8.6℃的辐射冷却效果。此外,该涂层还具有高粘合强度、优异的防水性和耐候性,满足大规模实际应用的需求。总体而言,CK/SAE复合涂层的制备为建筑节能降碳提供了一种有效的解决方案,这将进一步推动辐射制冷材料进入实际应用。

 

交流报告十

报告题目:永磁同步电机控制优化及基于模型开发的驱动软件设计研究

报告人:王鑫一(在读硕士研究生)

报告摘要:采用矢量控制的永磁同步电机因其高效、低噪音、平滑的转矩输出,在需要高性能的场合广泛应用,如电动汽车(EV)、工业机器人、高精度驱动系统、HVAC(暖通空调)系统等。本汇报围绕永磁同步电机(PMSM)控制优化及其驱动软件设计展开。首先,针对永磁同步电机的控制,分别分析了六步换向与磁场定向控制两种控制方法与特点。还在磁场定向控制的基础上分析了无感控制技术及几种电流采集方案及目前成熟产品所存在的问题。最后,本汇报还讲解了目前汽车软件开发领域较多采用的基于模型的开发方法。

交流报告十一

报告题目:光波导中光子晶体波导的研究

报告人:王文星

报告摘要:光子晶体是一种介电常数呈周期性分布的人造电介质结构。它能在较大的角落内达到较低的损耗,甚至达到零损失。这种特性使波导的集成更加方便,可以用于光器件的设计与制造,包括分束器、波分复用器、定向耦合器、光纤、光开关等。光子晶体波导作为光波导的一种特殊表现形式,是利用光子晶体的特殊结构来实现光波导的传输。光子晶体波导通过调控光子晶体的周期性结构,可以实现对光的传播方向和频谱特性的控制,从而使光能够沿着特定的通道进行波导传输。本汇报运用时域有限差分法,可得到异质光子晶体的禁带特性,并与同质光子晶体禁带特性比较,发现异质光子晶体禁带范围更窄。并研究波导耦合特性,移除连续的介质柱,形成异质光子晶体波导结构,利用时域有限差分法分别计算了单波导的传输特性,双波导和三波导的耦合特性。通过与同质光子晶体相比,发现异质光子晶体波导间存在不能完全耦合的现象。

 

交流报告十二

报告题目:Dependence of final spin-periods of accreting pulsars on the Equation of State

报告人:钟昕怡(在读硕士研究生)

报告摘要:脉冲星是大质量恒星演化至晚期通过超新星爆发后而遗留的残骸,以其极端物理环境(高密度、强电磁场和引力场等)而著称,而且是研究基本物理规律的关键场所,并会协助人类打开纳赫兹引力波天文观测窗口。除了这些科学意义外,脉冲星研究还具有时频和导航等应用价值。因此,脉冲星是包括FASTHXMTeXTP以及平方公里射电阵(SKA)等国内外的大型地面或太空望远镜的核心科学目标之一。虽然人们对脉冲星类天体的观测已经有了多方面的认识,也积累了大量的观测数据,但是它们的内部结构目前依然是颇具争议的话题。毫秒脉冲星是一类特殊的脉冲星,通常处于双星系统中,是由X射线双星演化而来的,主要的理论是再加速理论:主星通过吸积伴星的物质获得角动量从而加速。我们在吸积理论的基础上,论述了脉冲星的再加速条件,通过与毫秒脉冲星的观测数据对比,主要对吸积脉冲星达到的最终自转周期与物态方程(EOS)之间的依赖关系进行讨论。

 

交流报告十三

报告题目:氢化物钙钛矿储氢及光电研究

报告人:覃延希(在读硕士研究生)

报告摘要:自工业革命以来人类化石能源使用量剧增,由此带来的温室效应正逐渐超出人类的控制。为实现碳中和计划及减轻温室效应对环境的影响,人类需要更多高效可再生的清洁能源来替代部分化石能源。因此,开发新的清洁能源来代替传统化石能源变得至关重要。氢化物钙钛矿由于其稳定的性质和在固态储氢方面的潜力备受研究人员关注。为解决氢能商用路上储存和运输的两大问题。本次汇报讨论了钼基氢化物钙钛矿的储氢性能和其热力学、机械、动力学稳定性,以确定其在商用上的价值并可以被实验合成且稳定存在不自然分解。由于钙钛矿在光电领域存在的普遍优秀性质,我们也研究了钼基氢化物钙钛矿的电子性质和光学性质,并与储氢性能做联系。

 

 
物理与光电工程学院        
2024-12-06            
 

 

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