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Sn基薄膜作为锂离子电池负极
cdgu 2012-5-8 08:40
为了完成基金内容,最近一直在做非水性电解液电镀金属薄膜。但这个领域相比目前热的又红又紫的能源材料来讲,自然逊色颇多。于是想到了将电沉积薄膜与锂离子电池负极材料结合起来,虽然这方面的研究也是铺天盖地了,但这项研究所采用的电沉积工艺还是区别于传统的,所以获得的Sn基薄膜的形貌和结构也有所不同,这样就有了研究的必要性。于是,在胆碱基离子液体中进行了电沉积Sn薄膜的工艺研究,结构表征发现薄膜具有多孔不连续结构,并且薄膜表面自然氧化成SnO2,而与集流体接触的Sn发生了合金化,原位生成了Cu6Sn5,这种原位合金化作用可以进一步增强活性材料与集流体的结合强度,降低电池内阻。相关报道请参与最新刊登在j power source上的文章。Thanks for your attention! Non-aqueous electrodeposition of porous tin-based film as an anode for lithium-ion battery Journal of Power Sources,214 (2012) 200-207 http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775312008191?v=s5
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今天1个朋友问我,有没有一种薄膜材料能够沉积在纸上
热度 2 yxleng 2012-4-19 22:31
今天1个朋友问我,有没有一种薄膜材料能够沉积在纸上,加电场后,强度、硬度提高,纸无法弯曲,去掉电场,纸又变得柔软。 我觉得理论可行,但是,现在还没有思路。改天有空可以查些资料。 各位同行有思路吗?多好的IDEA啊!
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[转载]科学家发明比蛛网更薄太阳能电池
liyadong 2012-4-11 20:48
科学家发明比蛛网更薄太阳能电池 不到两微米厚 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2012/4/262498.shtm 据英国《每日电讯报》4月9日报道,澳大利亚和日本科学家已经发明出一种比蜘蛛网更薄的太阳能电池,这种电池非常柔软,甚至可以缠绕在一根头发上。 这种超薄太阳能电池由镶嵌在塑料薄片上的电极组成,厚仅1.9微米,相当于现在最薄太阳能电池的十分之一。这种超薄、超轻、超柔韧的太阳能电池将来用途很广,包括可以用于便携式电子充电装置或用于制造电子纺织品。 东京大学研究人员西岗关谷(Tsuyoshi Sekitani)称:“这种装置的厚度要小于一张蜘蛛网。因此,你可能感受不到它的重量,但其弹性很好。你可以像徽章一样将其佩戴在衣服上,它就可以吸收太阳能。戴着监控身体健康状况传感器的老人也无需再带电池。” 自从福岛核危机爆发以来,许多日本科学家和消费者对太阳能日益关注。这种新型太阳能电池将在5年内投入使用。研究人员现在正增加其将太阳光转变为电流的效率。此外,他们还在想方设法增加新太阳能电池的体型,因为太阳能电池的发电能力与体型成正比。这种电池很柔韧,即使体型增大也不会因弯折损坏。 更多阅读 英国每日电讯报相关报道(英文)
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[转载]薄膜在lammps条件下的谐振
热度 1 swx0789 2012-4-10 09:35
You did not get the answer because you did not ask the question properly. LAMMPS是一个模拟软件,不是一种条件;“薄膜的谐振”是什么?从来没有听说过。谐振的唯一含义是简谐振动,所有的分子或晶体中的原子在任何温度任何条件下都在振动,谈不上在xx条件下的谐振。 同时,简谐振动往往指某一种模式的下的振动,一种振动模式往往涉及多个原子。一个包含N个原子的分子,其振动模式是3N-6种。线性分子3N-5。那么这些模式是怎么得到的呢?有个东西叫“正则模式分析”normal mode analysis。是通过群论中的对称性操作得到的。 要想做振动分析,即分析振动模式并计算振动频率,有2种方式。 **一种是优化分子结构,在能量最低点计算总能量相对于每个原子位移的二级导,得到Hessian矩阵(二级导系数矩阵),然后正则模式分析得到每种简谐模式的振动频率。此方法适合于研究单个的分子在0K下,气态时的振动。但其实温度对分子内振动频率的影响可以忽略,分子间的强相互作用,比如氢键,对振动频率的影响不可忽略,但仍可以用这种方法研究2~3个分子的理想模型体系。 **第二种方法是做分子动力学模拟,然后从体系总的dipole moment的变化轨迹中通过傅立叶分析分析出来每种振动模式的偶极变化对总偶极变化的贡献,并计算出各种贡献的频率。此种方法适合研究凝聚态体系。此种振动对应于有限温度下的振动。虽然温度对振动频率的影响很小,但是凝聚态体系中分子间作用对振动频率的迁移(红移,蓝移)有一定作用。 具体使用哪种方法,要看你研究的体系是什么,目的是什么。 因为你提到薄膜,似乎你要研究研究固体无定形态内的红外拉曼光谱。这种凝聚态体系,当然使用第二种方法比较适合。可以使用LAMMPS, NAMD,GROMACS等分子模拟软件来做,但准确性较低,因为此类基于经典力场的分子模拟软件的准确度取决于力场的质量。力场是分子模拟软件用来计算体系能量的势函数模型,是一种比较粗糙的模型。由于大多数常用分子力场更在乎结构准确性,所以它们计算的频率——能量对结构的二阶导信息——非常差,误差一般在50~200cm-1.不过,尽管很大的绝对值偏差使得它们不适合于研究绝对振动频率,但是仍然可以用他们来帮助研究峰的指认,或者研究凝聚态体系中存在复杂分子间相互作用情况下对振动峰的影响,比如蓝移,红移。就是说关注的是相对信息,而非绝对信息。 如果你既是凝聚态体系,也要求计算的振动频率的绝对值很准确,你需要使用第一原理动力学模拟,它结合了第一原理的准确性,和分子模拟方法研究凝聚态体系中的振动的优越性。使用第一原理动力学来计算多肽的红外光谱是蛋白模拟方面的一个前沿热点。 其实,研究凝聚态体系未必一定要用分子动力学模拟方法。第一种方法也能为研究高分子体系的振动光谱提供很多有用信息。即单分子能量优化和振动频率计算。 第一种方法的优点在于体系简单,计算快速,结果准确。因为一般通常用量子化学(DFT/B3LYP)来计算分子的能量和振动频率。跑个gauss很快可以拿到结果。但是用它来研究凝聚态高分子体系,就有点困难。因为这种方法要求体系的能量必须优化到电子基态的局部能量最小点,最好是全局能量最小点。否则,出现负的频率,即“虚频”,那么此时包括虚频在内的所有的频率值都失去了物理意义。而体系一大,就很难做优化。怎么办?从高分子中提取片段,搭建一个小的,简单的理论模型化合物去计算频率。要求模型化合物体现出你真是体系的化学环境。并忽略温度,分子间相互作用对频率的影响,或者另外用单独的双分子模型去研究分子间作用对振动的影响。这要求很高的搭建理想模型的技巧,和对问题本质的深刻理解。 对于您这样的新手,我的建议是,从Gauss软件学起,计算一些简单分子的振动频率。逐渐培养起对能量,结构,振动的理解以后,再思考如何研究固体内的红外拉曼光谱。
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[转载]研究发现铝粒子可提高薄膜太阳能电池光电转化效率
liyadong 2012-4-7 19:04
研究发现铝粒子可提高薄膜太阳能电池光电转化效率 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2011/2/243739.shtm 据美国物理学家组织网2月10日报道,新加坡A*STAR研究院高性能计算机研究所的科研人员尤里·阿基莫夫和魏诚美(音译)发现,通过沉积铝粒子的方法可以提高薄膜太阳能电池的光电转化效率,这种金属纳米粒子能防止光线的逃逸和反射,使更多的直射光直接进入太阳能电池。阿基莫夫说,该技术可以使我们进一步降低太阳能电池的生产成本,并增强太阳能电池的竞争力。 常规太阳能电池由于厚度较大,光线大多被吸收,沉淀的纳米粒子几乎没有起到任何作用。但对于较薄的薄膜太阳能电池,纳米粒子却发挥出了很大的作用,它们增加了光线在进入太阳能电池后的散射,增加了光线在薄膜中停留的时间,使薄膜太阳能电池的光电转化效率足以与传统的太阳能电池相媲美。 研究人员模拟了多种不同类型以及尺寸的纳米材料,以测定其对太阳能电池吸光效率的影响,并决定从铝粒子和银粒子中确定最终“人选”,为此研究人员还专门对两者在太阳能电池中的性能进行了比较。 一般而言,大多数人都会认为银粒子应被优先考虑。因为在光谱中的可见光范围内,它们具有较好的谐振性能,更容易将光线集中到太阳能电池之中。但实际情况却并非如此:虽然银粒子具有更强的光线捕获能力,但其本身也会吸收相当数量的光线,这将影响太阳能电池转化效率。而由于谐振波段超出了太阳光光谱,铝粒子就可避免这一情况的发生。此外,铝颗粒更容易被氧化处理,并且即使形状和大小不同,其性能都较为稳定。而且更重要的是,其散射特性比银粒子更为强劲。 阿基莫夫说:“我们发现,铝合金制成的纳米颗粒与其他金属粒子相比,光捕获性能更强,更适合于薄膜太阳能电池。并且我们相信这一技术能帮助太阳能电池变得更轻更薄更高效,使其具备更大的商业价值。” 更多阅读 美国物理学家组织网相关报道(英文)
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[转载]第三代太阳能电池
hanlingeorge 2012-3-14 14:28
光伏领域中对于太阳电池发展历程普遍接受的划分方法是“三代太阳电池”,即第一代晶体硅太阳电池(以单晶硅片、多晶硅片为基础的),第二代异质衬底上的薄膜太阳电池(例如玻璃衬底上的多晶硅薄膜太阳电池)和第三代高效太阳电池。晶体硅太阳电池对材料的需求限制了成本降低的潜力,长期以来人们一直试图用薄膜太阳电池取代第—代电池。许多人曾认为将很快发生第一代电池到第二代电池的变革,但是由于第一代电池市场份额迅速扩大,工艺日趋成熟、转换效率高(产业化水平15%)、投资风险较小,且由于规模化生产经济性的影响,使这一变革至今未实现。 提高薄膜太阳电池的转换效率是要解决的主要问题。此外,薄膜电池的性能稳定性和生产成本也必须达到大规模应用的要求。目前从材料、工艺与理论研究等方面来看,太阳电池的光电转换效率还可以有很大提高,薄膜电池的发展也还有充足的发展空间。为此,“第三代”光电转换技术概念应运面生,实现这一概念的工艺方法也成为当前的热点研究问题。 “效率上限”是第三代太阳电池的必须要讨论的问题之一。标准单结太阳电池能量损失主要来自下图所示的几种过程。主要损失是过程①:光激发电子空穴对迅速失去超过禁带宽度的冗余能量。能量较低的光子与能量很高的光子在在激发电子空穴对产生输出时是等效的。仅这一项损失就使标准电池的转换效率局限至44%左右。另一个重要损失是过程④:光激发电子空穴对的复合。采用具有合适性能的半导体材料(尤其是光生载流产寿命长的材料)可以将载流产复合损失降至最低,也就是减 少材料缺陷从而消除载流子复合通道。载流子寿命此时决定于心池内部的辐射复合,它是光激发过程的逆过程。 早期计算太阳电池最大能量转换效率的方法是经验性的.采用的是基于优化值的标准p-n结二极管理论。发展至今,最先进的方法是考虑了太阳电池的正偏p-n结光吸收和光激发互逆过程之间的平衡关系。 1960年WilliamShockley和HansQuelsser提出,辐射复合过程中光吸收和发射之间的对称性可用于推算实际太阳电池的效率极限。在Shockley和Quelsser的研究中,认为太阳电池也是黑体模型,系统在源温度(对应于太阳光球温度6000K)和吸收温度(对应于地球表面温度300K)间工作的最大能量转换效率为96%。可将黑体理论应用于导带与价带中不同能级的电子空穴复合发光器件,通过修正,Shockley和Quelsser求出带隙宽度为1.3eV的标准太阳电池最高转换效率略大于30%。由于本征过程在辐射复合的极限之前便发生作用,即使最理想的材料也不可能达到辐照效率的极限。如硅电池的效率极限约为29%。 如果聚焦太阳光增加电池表面的入射光强度,可以减小带隙宽度对应的电压与输出电压之间的差异,也就是提高电池的输出电压,进而提高电池的最大转换效率。在最大太阳光聚焦倍数下(46200倍),极限转换效率可达到40.7%。但是聚焦只限于太阳光的直射部分。太阳光被大气散射后,到达地球表面的光可有75%左右是直射的。M.Green研究组对最大聚焦倍数下的转换效率作了研究,指出温度为6000K(Tsource)和300K(Tsink)的两个热库之间的能量转换效率受卡诺循环限制(1一Tsource/Tsink)为96%,但是这个数值没有考虑电池光的发射损失,因为模型假设这些损失能量又回到了太阳,使太阳保持自身的温度。修正模型考虑了这些光子损失,并假没过程是可逆的,满足卡诺循环的条件,由此得到的转换效中是93.3%。1983年Rios描述厂通过光循环装置将无限个热逆变器连接在一起的过程。这种结构能够吸收所有的辐射能量,吸收限为热力学极限93.3%;。他们对93.3%的器件的结构设计以及发展前途作了全面研究,2002年得出结论:达到这一效率的电池器件是可能的,其结构为在无限层Tan—dem电池中采用一系列光循环装置。否则,太阳光转换为有用功(包括电能)的极限效率热力学计算结果为86.8%, 与无限层Tandem电池的理论效率相同。另外一个重要的研究结果是Tandem电池理论上不是获得86.8%转换效率的惟一途径。其他一些模型,例如热载流子和能量级联电池,如果设计合理,其极限效率也是这一数值. 正在研究的第三代上阳电池集中在如下几种: Tandem电池,例如采用RF磁控溅射硅和活性氧化硅沉积方法制备的多层Si/Si02超晶格结构;利用杂质光电效应的杂质光伏电池(IPVsolar cell),即在宿主半导体中掺入一种或者几种能级位于半导体禁带之间的杂质,从而减少热能化损失,吸收不同能量的光子,目的是通过多步吸收将若干个光子激发成一对载流子。 热载流子吸收体,由于不需要带边来减缓光激发载流子的能量弛豫,在太阳光谱的相当宽区域中,载流子吸收都是可以进行的,如果可以避免光生载流子的热能化损失,采用很窄带隙的半导体材料或者金属可以获得这种宽区域吸收。该技术的研究目前处于理论初步阶段,在高注入超晶格结构的实验中观察到载流子热能化降低的现象。热光电效应的研究,指发射区受不同热源加热(包括阳光)后产生的辐射被吸收区(太阳电池)接收的光电转换过程.与普通太阳电池的区别主要在于太阳电池不能吸收的那部分能量可以被重复利用,从而得到高的转换效率。热光电系统指一个受热正偏压发光二极管(LED)和一个不受热的太阳电池(外接负载,可采用GaAs器件)组成。为了获得净热光电转换能量,需要采用外量子效率(EQE)非常高的LED,当外加电压时LED冷却。 此外,研究者们还提出了一些概念。 光线,比如辐射波,是一种电磁辐射,因此能够采用维度足够小的天线与广播产生耦合从而收集它们的能量,然后整流为直流电。这里将考虑光线的波的性质而不是它的粒子性。采用天线结构收集太阳能最早是由Robert Bailey在1972年出的。Bailey和研究者们提出:采用天线结构的太阳能收集器的转换效率将不再受到热力学卡诺循环的局限,应用到光电转换后其效率也将不再受到热力学局限;同时还提出了收集天线和表面改性等方法,用以调节入射光、转换频率以及作为近场光吸收探头,目前已经出现了几种天线结构的红外探测器。 棘齿的概念(ratchets)。是指由无偏微扰动波获得粒子定向转移的一种方法。其两个必要条件是打破热平衡和十间对称性。举例说明,半导体器件的应用之一是高频共振整流或者对随机电信号/辐射进行整流。UNSW的第二代太阳电池研究组对于此种器件是否可以整流偏振光产生兴趣,制备的器件尺寸小于半导体中电厂的平均自由程,因此器件作用是基于电广的随机反射。 第三代人刚电池的理论概念及其工艺实现方法是当的太阳电池研究领域的最前沿问题,若能够获得成功,将会对整个太阳电池领域的发展起到里程碑式的贡献。
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软物质物理学名著选译之《表面、界面和膜的统计热力学》已经出版
热度 2 ultrachao 2012-2-8 14:55
以色列Weizmann科学研究院材料与界面系教授、Steinfeld教席的首位任职者 SAMUEL A. SAFRAN 教授的 代表作《STATISTICAL THERMODYNAMICS OF SURFACES, INTERFACES, AND MEMBRANES》已经翻译出版。在当当网、卓越网、京东网、互动出版网都有售 《 表面、界面和膜的统计热力学 》 介绍 理解表面、界面和膜的结构与热力学性质,从基础研究和实际应用两方面看,都是很重要的,所涉及的重要应用包括了涂层、分散剂、封装剂以及生物材料。软物质材料不仅是很多生物系统的基础,而且在新材料的开发方面也起着重要作用,但是,由于其成分和参数繁多,不可能用试错法来设计这类材料。虽然某些时候可将这类材料作为微观混合物加以分析,但将其当做悬浮液并集中研究这些系统中的界面的性质,常常在概念上更为简单。这时,基本的物理集中在镶入三维空间的准二维体系的性质上,从而可展示出体材料中不存在的现象。本书的理论描述基于上述方法,采用这种方法可以处理软物质物理领域(既包括胶体科学、界面科学,也包括材料科学和生物物理学中的大分子研究)所探讨的种种丰富多彩的现象,比如界面张力、粗糙化相变、润湿、表面间相互作用、膜的弹性以及自组装等现象。本书以教学讲义的形式呈献给读者,每章后均附有一定数量的例题和习题,可供对作为表面、界面和膜的宏观热力学性质基础的统计力学感兴趣的物理学家、物理化学家、生物物理学家、化学工程师以及材料科学家参考。左边是中文版封面、右边是英文版封面。 本书是由上海交大物理系张海燕老师翻译。 由Tex排版!特别值得一提的是本书将原版书索引完整保留且翻译,按原版书的索引位置索相应中文页码,从而保证了原书的完整性,且索引采用英中对照形式,更方便由各个学科入门者学习以便掌握正确的英文专业词汇。 SAMUEL A. SAFRAN 教授简介: SAMUEL A. SAFRAN 从 1990 年起就是以色列 Rehovot 的 Weizmann 科学研究院的材料与界面系的教授,并且是 Steinfeld 教席的首位任职者。在 Weizmann 研究院,他担任 Feinberg 研究生院的院长达六年,之后于 2001 年被任命为研究院的副院长。他曾经是新泽西 Annandale 的 Exxon Research and Engineering 的复杂流体研究小组的资深物理学家。他的研究是把凝聚态物理的理论概念应用于理解软物质,包括界面、膜和自组装的结构、相行为以及动力学等。具体的课题包括胶体、自组装和生物材料的相行为与结构,表面相变,润湿动力学,以及细胞和膜的力学 / 热力学。他是美国物理学会会士,是 Langmuir 编委会的委员,也是复杂流体物理方面的几种刊物的编辑。 “ Safran 的讲座最令人称道的方面之一就是他采用了由浅入深的方法:从简单体系着手,进而发展到复杂体系。其讲义从富有刺激性和挑战性的问题中获益良多。读完本书之后,我很愿意以它为基础来教授一门课,这就是本书非常令人愉悦的一个明证。”—— Physics Today “……为学习复杂的多分量体系中内部界面的知识,这是一本极受欢迎的入门书。” —— Journal of Statistical Physics
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怎样从透射谱中分析薄膜的折射率厚度及光学带隙
热度 6 yhliu971225 2011-6-26 22:02
用透射谱分析薄膜的折射率厚度及光学带隙 用透射谱分析薄膜的折射率厚度及光学带隙_Tauc法.ppt 1.ppt 一直在做电子薄膜的沉积,最苦恼的事是分析,薄薄的一层,要从中提取出结构信息、电子学特性的信息、光学特性的信息,关于厚度等的物理属性信息等等,得做大量的工作。做工作不怕,怕的是分析结果的不确定性。在半导体测量中就没有精度这一说。 一直用透射谱分析薄膜的折射率厚度及光学带隙等信息,把相关分析方法告诉学生,结果学生分析出来的数据五花八门,问为什么得到这样的结果,也说不出个所以然来。 今天大雨封门,一天没出去。找来相关文献,从头把分析理论看了一遍,再拿来一组数据,亲自动手分析。发现薄膜厚度的误差可以小于1%。太激动了。我自己早前并没有发现这一妙处。干脆把分析方法整理出来,以ppt文件的形式写好。明天交给学生,以后的学生都可以参照此版本来分析数据了。 把ppt文件附再后面,希望听到更多人的意见。其中包络线是通过origin人工做的,不知有没有软件可以直接给出来。岛津的分光光度谱仪带了薄膜厚度测试的软件,但其中的折射率需要用户给出,这个对用户来说是困难的。其实用我们这里介绍的方法是可以直接从透射谱中得出来折射率的。 ppt中只介绍分析步骤。理论部分在参考文献中。
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可见光引发的薄膜层间交联
scicui 2010-11-16 10:01
最近我们利用可见光引发了薄膜层间交联,发现可大幅度提高薄膜的抗腐蚀性。研究结果已于近期在Chem. Commun. 2011,47 (3), 929 - 931发表。 http://xlink.rsc.org/?doi=C0CC03713C
个人分类: News|4497 次阅读|0 个评论
【论文】《固体薄膜》:柔性电子结构热机械分析
yahuang 2010-1-28 14:09
Thermomechanical analysis of thin films on temperature-dependent elastomeric substrates in flexible heterogeneous electronics Thin Solid Films, Volume 518, Issue 6, 1 January 2010, Pages 1698-1702 Yongan Huang, Zhouping Yin, Youlun Xiong Abstract Thermomechanical analysis is presented to study the basic temperature effects on elastomeric substrate of flexible electronics. Strains of a films-on-substrate structure related with three key temperatures are given based on the interfacial continuum model. An improved strain model is given and compared with other two models. The role of the temperature-dependent effects is highlighted and adopted to design a flexible inorganic/organic heterogeneous structure subject to little thermal action. The sensitivity analysis of three key temperatures is investigated, by which proper selection of technological parameter for poly(dimethylsiloxane) fabrication may be determined to eliminate the variation of stress of the interface in circumstances with temperature varying severely. This work contributes to systemic reliability and compatibility, structural design and thermal management of flexible electronics.
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透明柔性十钨酸铕/琼脂糖薄膜的化学响应发光开关
王忠良 2009-12-21 06:42
最近,在Journal of Materials Chemistry杂志上接收了一篇文章,很高兴,和大家一起共享。 http://www.rsc.org/Publishing/Journals/JM/article.asp?doi=b917739f 在本文中,以透明柔性十钨酸铕/琼脂糖薄膜为研究对象,构建了一个便携式的酸碱气体响应性发光开关。 Title: Chemically Responsive Luminescent Switching in Transparent Flexible Self-supporting 9 -Agarose Nanocomposite Thin Films Abstract: Europium-containing polyoxometalates (Eu-POMs) is widely used for fabrication of the hybrid inorganic-organic luminescent materials. A few efforts have been devoted to develop active Eu-POM-based luminescent sensors and switches. In this study, highly transparent flexible self-supporting decatungsteuropate(EuW 10 )-agarose thin films were successfully fabricated by a facile hydrogel casting technique. It was identified that strong interaction between agarose and EuW 10 by hydrogen bonds at the hydroxyl sites and densely-packed 3D network structure of agarose in the gel state account for the homogenous distribution of EuW 10 , and good mechanical properties of the nanocomposite films. More importantly, the obtained thin films displayed strong red emission of Eu(III) ion, and the luminescence of these thin films was sensitive to the acid and base gases. When the thin films were exposed to HCl gas, their luminescence was sharply decreased, while the luminescence was recovered upon subsequent exposing the films to NH 3 gas. Such process could be repeated many times and a portable switch based on these thin films was proposed.
个人分类: 教育科研|3457 次阅读|0 个评论
谁来讲十分钟:Holes block light in very thin films
GrandFT 2009-11-19 08:43
谁来讲十分钟: Holes block light in very thin films Nov 17, 2009 What happens if you drill an array of tiny holes into a metal foil and then measure how much light the holes allow through? It turns out as physicists discovered back in 1998 that much more is transmitted than if the light behaved like water passing though a screen. The light is absorbed by electrons on the surface of the metal, creating surface plasmons collective oscillations of conduction electrons that travel via the holes to the dark side of the foil, where they re-emit the light. A golden discovery Now, physicists in Germany have discovered that this phenomenon, known as extraordinary optical transmission, does not occur in foils that are thin enough to be semi-transparent to light. Instead, Bruno Gompf and colleagues at the University of Stuttgart found that punching holes in such films leads to a significant reduction in the amount of light that gets through. The findings could be useful for creating new kinds of polarization filters and other components for photonic circuits. Reduced transmission Gomp's team began by coating a glass plate with a gold film just 20nm thick. This should let about half the light through, which was confirmed by measuring the transmission as a function of wavelength. The team then used a beam of argon ions to etch a square array of 200nm diameter holes with a period of 300nm. Although this involved removing a significant amount of gold, the amount of transmitted light actually fell by a factor of about five at some wavelengths. To gain a better understanding of this surprising observation, the team repeated the measurement at various angles of incident light. The researchers found that the wavelength of the transmission minimum shifted at certain angles relative to the square array, which led them to analyse the effect in terms of plasmons propagating on a square lattice. And because the material is so thin, the team also had to assume that surface plasmons on either side of the film were coupled to each other making them different from the surface plasmons on thicker films responsible for extraordinary optical transmission. Random holes Putting all of this together, the team concludes that only certain damped short-range surface plasmons can be excited under these conditions, and that while such plasmons absorb light, they do not re-emit it. Furthermore, the team showed energy of such plasmons corresponds to the energy of light at the dip in the transmission spectrum. Gompf told physicsworld.com that the team is now investigating films with different thicknesses as well as arrays with different periodicities and holes that are randomly positioned. Because the transmission of such films depends so much on the wavelength and orientation of the incident light, he believes that such materials could be used to create tiny polarization filters and other components for photonic circuits. The work is reported in Physical Review Letters . About the author Hamish Johnston is editor of physicsworld.com
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走上材料之路
shx44 2009-9-8 17:07
开学都有上十天了,感觉自己还没适应过来。从计算机专业跨到材料科学工程专业是我大学最后一年作出的选择,我不知道是不是正确选择。从大学对材料科学感兴趣的那时开始,我就感觉材料是一片非常有前途的领域,中国材料领域现在不太发达,不仅仅是中国,就整个世界的材料科学也是处在一个摸索的阶段,材料在近一些年来尤其显现出重要性。材料还未形成一个成熟的科学体系。功能材料和结构材料的应用已经覆盖了大部分领域。尤其是功能材料。铁电材料、智能材料、隐身材料更是一种趋势。材料的前途的是光明的。以前没涉及到材料的很多专业知识,现在基本上从零开始,感觉挺累的。但是我想既然是我自己选择的道路,就必须坚持,选择了材料就得在材料领域做出点什么成就出来。走上材料这条路,我不后悔!
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【会议】2009中国力学学会学术大会日程安排
yahuang 2009-8-9 22:21
由中国力学学会主办、郑州大学承办的中国力学学会学术大会2009将于2009年8月24日至26日在河南郑州召开。作为国内规模最大的力学盛会,大会目前收到投稿论文1500余篇,作者单位几乎涵盖了国内所有力学及相关专业的科研机构、大专院校和有关企业。大会安排大会邀请报告8篇,设分会场16个、专题研讨会场51个,预计参会人员将达到1500余人。 具体日程安排及报告时间请于7月31日后见会议网站。网址: http://www.cstam.org.cn/cctam2009/ PDF版下载: http://www.cstam.org.cn/cctam2009/upfiles/2009081204.pdf 2009中国力学大学柔性电子器件力学专题研讨会 的安排如下: MS53 柔性电子器件力学(负责人:冯雪,方岱宁) 8月26日上午 地点: 报告时间 报告人 /作者 报告题目 文章号 主持人 8:10-8:50 黄永刚 Mechanics of stretchable electronics CCTAM2009-004401 冯 雪 9:00-9:40 许 巍,杨金水,王飞等 糙化界面的高分子基金属薄膜延展性研究 CCTAM2009-004393 9:50-10:20 冯 雪,王永,黄永刚 可延展柔性电子器件的异质界面力学 CCTAM2009-004394 休息 10 分钟 10:30-11:00 曲绍兴 ,尹冰轮 多铁性薄膜材料应变介导磁电耦合性能研究 CCTAM2009-004395 11:10-11:40 王 永,冯雪,黄永刚 可延展柔性铁电电子力学分析 CCTAM2009-004402 8 月 26 日 下午 地点: 报告时间 报告人 /作者 报告题目 文章号 主持人 13:30-14:00 黄永安 ,尹周平,熊有伦 柔性电子异质结构热 - 机械翘曲分析 CCTAM2009-004396 冯 雪 14:10-14:40 杜建科 ,尹歆,冼凯等 考虑粘性耗散的有电极压电板的振动分析 CCTAM2009-003285 14:50-15:20 袁 波,郑学军 基于单根氧化锌纳米带的光电导开关 CCTAM2009-004397 休息 10 分钟 15:30-16:00 张 超,高旭,裴永茂 超磁致伸缩薄膜材料的应变效应 CCTAM2009-004398 16:10-16:40 蒋东杰 ,冯雪,方岱宁 转印过程的有限元模拟和实验研究 CCTAM2009-004399 16:50-17:20 曲斌瑞 ,冯雪 柔性电子的制备表征及力学性能研究 CCTAM2009-004400
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SCI收录期刊——涂料与薄膜学科
热度 1 wanyuehua 2009-5-10 08:39
截至到 2009 年 4 月 SCI 扩展版收录涂料与薄膜( COATINGS FILMS )学科期刊 26 种( SCI 核心版 17 种), 其中 2008 年开始被 SCI 收录的 涂料与薄膜 期刊 1 种, 出版地为美国、英国的涂料与薄膜期刊各 5 种,瑞士 3 种,荷兰、德国、以色列、匈牙利、日本各 1 种。 2005-2008 年 SCI 共收录至少有一位中国作者(不包括台湾)的涂料与薄膜学科论文 3652 篇,其中 2008 年 1101 篇( 1.1010 % ), 2007 年 1173 篇( 1.2360 % ), 2006 年 707 篇( 0.8210 % ), 2005 年 669 篇( 0.8660 % )。 3652 篇论文包括学术论文 2968 篇、会议论文 615 篇、评论 44 篇、社论 11 篇、通讯 6 篇、更正 6 篇。 2005-2008 年中国研究论文主要发表在以下几种 SCI 收录的涂料与薄膜期刊上: APPLIED SURFACE SCIENCE 《应用表面科学》 1578 篇、 SURFACE COATINGS TECHNOLOGY 《表面和涂层技术》 863 篇、 THIN SOLID FILMS 《固体薄膜》 718 篇、 JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY 《电化学学会志》 283 篇、 JOURNAL OF VACUUM SCIENCE TECHNOLOGY A 《真空科学与技术杂志, A 辑:真空、表面与膜》 94 篇、 SURFACE ENGINEERING 《表面工程》 55 篇、 JOURNAL OF THERMAL SPRAY TECHNOLOGY 《热喷涂技术杂志》 52 篇、 PROGRESS IN ORGANIC COATINGS 《有机涂料进展》 41 篇。 1. 主要研究单位有中国科学院( CHINESE ACAD SCI ) 688 篇, 哈尔滨工业大学( HARBIN INST TECHNOL ) 183 篇, 清华大学( TSING HUA UNIV ) 180 篇,浙江大学( ZHEJIANG UNIV ) 156 篇, 西安交通大学( XIAN JIAOTONG UNIV ) 145 篇,上海交通大学( SHANGHAI JIAO TONG UNIV ) 144 篇,香港城市大学( CITY UNIV HONG KONG ) 143 篇,复旦大学( FUDAN UNIV ) 119 篇,吉林大学( JILIN UNIV ) 99 篇,天津大学( TIANJIN UNIV ) 93 篇,山东大学( SHANDONG UNIV ) 91 篇,兰州大学( LANZHOU UNIV ) 86 篇,南京大学( NANJING UNIV ) 85 篇, 中国科技大学( UNIV SCI TECHNOL CHINA ) 83 篇。 2009 年 SCI 收录涂料与薄膜( COATINGS FILMS )学科期刊 26 种: 1. APPLIED SURFACE SCIENCE 《应用表面科学》 http://www.sciencedirect.com/science/journal/01694332 Semimonthly ISSN: 0169-4332 ELSEVIER SCIENCE BV , PO BOX 211 , AMSTERDAM , NETHERLANDS , 1000 AE 1. Science Citation Index 2. Science Citation Index Expanded 创刊年 : 1978 出版地 : 荷兰 2. CHEMICAL VAPOR DEPOSITION 《化学汽相淀积》 http://www3.interscience.wiley.com/journal/10003226/home Bimonthly ISSN: 0948-1907 WILEY-V C H VERLAG GMBH, PO BOX 10 11 61, WEINHEIM, GERMANY, D-69451 1. Science Citation Index 2. Science Citation Index Expanded 创刊年 : 1995 出版地 : 德国 3. CORROSION REVIEWS 《腐蚀评论》 Quarterly ISSN: 0334-6005 FREUND PUBLISHING HOUSE LTD, PO BOX 35010 , TEL AVIV, ISRAEL , 61350 1. Science Citation Index Expanded 创刊年 : 1972 出版地 : 以色列 4. JCT COATINGSTECH 《涂料技术杂志》 http://www.coatingstech.org/Publications/index.cfm?event=JCTCoatingsTech Monthly ISSN: 1547-0083 FEDERATION SOC COATINGS TECHNOLOGY, 527 PLYMOUTH RD, STE 415 , BLUE BELL , USA , PA, 19462 1. Science Citation Index 2. Science Citation Index Expanded 创刊年 : 1922 出版地 : 美国 5. JOURNAL OF COATINGS TECHNOLOGY AND RESEARCH 《涂料技术与研究杂志》 http://www.coatingstech.org/Publications/index.cfm?event=JCTResearch Quarterly ISSN: 1547-0091 SPRINGER, 233 SPRING ST , NEW YORK , USA , NY, 10013 1. Science Citation Index 2. Science Citation Index Expanded 创刊年 : 1922 出版地 : 美国 6. JOURNAL OF PLASTIC FILM SHEETING 《塑料薄膜与薄片杂志》 http://jpf.sagepub.com/ Quarterly ISSN: 8756-0879 SAGE PUBLICATIONS LTD, 1 OLIVERS YARD, 55 CITY ROAD , LONDON , ENGLAND , EC1Y 1SP 1. Science Citation Index Expanded 创刊年 : 1985 出版地 : 英国 7. JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY 《电化学学会志》 http://scitation.aip.org/JES Monthly ISSN: 0013-4651 ELECTROCHEMICAL SOC INC, 65 SOUTH MAIN STREET , PENNINGTON , USA , NJ, 08534 1. Science Citation Index 2. Science Citation Index Expanded 创刊年 : 1902 出版地 : 美国 8. JOURNAL OF THERMAL SPRAY TECHNOLOGY 《热喷涂技术杂志》 http://www.springerlink.com/content/120439/ Quarterly ISSN: 1059-9630 SPRINGER, 233 SPRING ST , NEW YORK , USA , NY, 10013 1. Science Citation Index 2. Science Citation Index Expanded 创刊年 : 1992 出版地 : 美国 9. JOURNAL OF VACUUM SCIENCE TECHNOLOGY A 《真空科学与技术杂志, A 辑:真空、表面与膜》 http://scitation.aip.org/jvsta/ Bimonthly ISSN: 0734-2101 A V S AMER INST PHYSICS, STE 1 NO 1, 2 HUNTINGTON QUADRANGLE, MELVILLE , USA , NY, 11747-4502 1. Science Citation Index 2. Science Citation Index Expanded 创刊年 : 1964 出版地 : 美国 10. KORROZIOS FIGYELO 《腐蚀观察》 Bimonthly (注: 2008 年开始被 SCI 收录) ISSN: 0133-2546 VEKOR, WARTHA VINCE U 1, VESZPREM , HUNGARY , H-8200 1. Science Citation Index Expanded 创刊年 : 1961 出版地 : 匈牙利 11. NEW DIAMOND AND FRONTIER CARBON TECHNOLOGY 《新金刚石与尖端碳技术》 http://www.myu-inc.jp/myukk/NDFCT/ Bimonthly ISSN: 1344-9931 MYU, 1-23-3 -303 SENDAGI, TOKYO, JAPAN, BUNKYO-KU, 113-0022 1. Science Citation Index 2. Science Citation Index Expanded 创刊年 : 1991 出版地 : 日本 12. PIGMENT RESIN TECHNOLOGY 《色料与树脂技术》 http://emeraldinsight.com/Insight/viewContainer.do;jsessionid=6961E1FD7D98BA3C351D8EC2BD6B5BB3?containerType=JournalcontainerId=11070 Bimonthly ISSN: 0369-9420 EMERALD GROUP PUBLISHING LIMITED, HOWARD HOUSE, WAGON LANE, BINGLEY, ENGLAND, W YORKSHIRE, BD16 1WA 1. Science Citation Index Expanded 创刊年 : 1972 出版地 : 英国 13. PROGRESS IN ORGANIC COATINGS 《有机涂料进展》 http://www.sciencedirect.com/science/journal/03009440 Bimonthly ISSN: 0300-9440 ELSEVIER SCIENCE SA, PO BOX 564 , LAUSANNE , SWITZERLAND , 1001 1. Science Citation Index 2. Science Citation Index Expanded 创刊年 : 1971 出版地 : 瑞士 14. SURFACE COATINGS TECHNOLOGY 《表面和涂层技术》 http://www.sciencedirect.com/science/journal/02578972 Semimonthly ISSN: 0257-8972 ELSEVIER SCIENCE SA, PO BOX 564 , LAUSANNE , SWITZERLAND , 1001 1. Science Citation Index 2. Science Citation Index Expanded 创刊年 : 1972 出版地 : 瑞士 15. SURFACE COATINGS INTERNATIONAL 《国际表面涂料》 Bimonthly ISSN: 1356-0751 OIL COLOUR CHEMISTS ASSOC, OCCA PRIORY HOUSE-967 HARROW RD WEMBLEY, MIDDLESEX , ENGLAND , HA0 2SF 1. Science Citation Index 2. Science Citation Index Expanded 创刊年 : 1918 出版地 : 英国 16. SURFACE ENGINEERING 《表面工程》 http://www.maney.co.uk/search?fwaction=showfwid=218 Bimonthly ISSN: 0267-0844 MANEY PUBLISHING, STE 1C , JOSEPHS WELL, HANOVER WALK, LEEDS , ENGLAND , W YORKS , LS3 1AB 1. Science Citation Index Expanded 创刊年 : 1985 出版地 : 英国 17. THIN SOLID FILMS 《固体薄膜》 http://www.sciencedirect.com/science/journal/00406090 Semimonthly ISSN: 0040-6090 ELSEVIER SCIENCE SA, PO BOX 564 , LAUSANNE , SWITZERLAND , 1001 1. Science Citation Index 2. Science Citation Index Expanded 创刊年 : 1968 出版地 : 瑞士 18. TRANSACTIONS OF THE INSTITUTE OF METAL FINISHING 《金属精饰学会汇刊》 http://www.maney.co.uk/search?fwaction=showfwid=631 Bimonthly ISSN: 0020-2967 MANEY PUBLISHING, STE 1C , JOSEPHS WELL, HANOVER WALK, LEEDS , ENGLAND , W YORKS , LS3 1AB 1. Science Citation Index Expanded 创刊年 : 1925 出版地 : 英国
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让 电压-电流曲线 变得不再“单调”
jixuanhou 2009-5-6 01:19
你是否已经厌倦了普通的电压-电流曲线?它就是一根直线,线性的欧姆定律是否已经让你觉得乏味? 你是否也看腻了二极管那几十年不变的电压-电流曲线?几十年前它可是个香饽饽,不过现在它已经翻不出什么新花样了。 那么现在我们就让电压-电流曲线翻点新花样吧!!! 1、量子点与负电阻 量子点是今年来科学研究的热点。考虑如下图所示的一个与源和漏接触的二能级量子点。 当在源和漏上加上电压,那么量子点上就会有电流通过。我们将量子点两边的电势差逐渐增大。当量子点两边的电势差与量子点本身的基态与激发态的能级差相等的时候,就会发生共振,这时电流会忽然增大。当量子点两边的电势差继续增大时,共振条件就不满足,电流就会减小。当量子点两边的电势差增加到量子点能级差的两倍时,又会出现共振现象,电流又会很快增加。如此反复,如下图所示 有趣的是,这将出现负电阻区域,在这些区域里,增大电压,电流反而会减小。 下图显示的是Au(111)-SC5-Fc-Au(111)结的电压-电流曲线,其不规则的形状显示了复杂的分子内部结构。 2、无序绝缘体与电压-电流曲线的跳跃 对无序绝缘体(如InO, TiN和YSi的无序薄膜)的实验观测发现,在低温下如果增加电压超过一定阈值V 1 后,电流会忽然增加几个数量级。如果再降低电压,到底某个阈值V 2 后,电流会忽然减小几个数量级。V 2 V 1 . 如下图所示 其机理如下:考虑电子的运动、晶格的振动(声子的运动),以及电子-声子相互作用。由于电子-声子相互作用非常弱,所以不足以让电子和声子达到热平衡。声子处于较低温度T ph ,而电子受到电流焦耳热的加热,处于较高的温度T e 。T ph T e . 这会导致系统可以处于热的低阻态和冷的高阻态。计算结果显示,整个I-V曲线呈现一个S型,如下图 其中包含一段非物理的虚线,实际系统是不会按照虚线行走的,所以当系统到达V 1 或者V 2 后,会直接跳跃到另一个态上。该过程和过冷汽体凝结成液体、过热液体暴沸成气体的道理是一样的。 总结 现在I-V曲线已经不再是单调连续的了,在新奇的系统中会有新鲜的花样产生。让I-V曲线在数学上不单调,那么看起来也就不单调了。
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薛定谔的鼓(宏观物体的量子效应)
chenlibo 2008-11-20 15:05
量子振动: 现有的技术条件下可以用激光把处于两个反射镜之间的超薄的振动薄膜(鼓膜)冷却到它的量子力学基态。(见图)。两篇理论文章预言一对振动薄膜可以像两个原子形成一个分子一样耦合起来,甚至能够演示纠缠。 薛定谔那只囚禁在生和死的量子叠加态上的猫是永远不可发生在现实中的。但是根据在2008年4日发表在 Physical Review Letters 和十月份发表在P hysical Review A 上的理论文章指出在不久的将来可以观测到另一种不同种类的宏观物体的量子效应一个在光腔中类似于鼓反射膜的振动。研究者证明了利用现有技术试验学家能够冷却一对这样的振动鼓膜到它们像一个两原子或者像一个纠缠态测量一个会立即影响另一个的状态。 奇怪量子行为对于电子或者分子是很普通的,但宏观物体并不具有。研究者通过论证大物体(特别是固态振动或者摇摆的系统)的量子行为以希望观察到从量子到经典的过渡。例如振荡的弹簧或单摆在原理上存在一个基态(即振幅最小的的状态)和一组就像原子的能级一样量子化的(不连续)的振幅。奇怪的量子预测是两个物体可以纠缠在一起,锁在同一个量子状态即不论两个物体相距多远测量一个会立即影响另一个的状态(这和相对论相矛盾),爱因斯坦嘲笑说这是距离的幽灵行为。 在今年三月来自Yale University 的 Jack Harris 和他的同事报道了一个用7cm的两端是镜子的光腔的实验。在光腔的中间他们悬挂了一个用厚度为50纳米的氮化硅做成的一平方毫米的薄膜(鼓膜)。这个薄膜(鼓膜)的表面能部分的反射并能自由的振动。Harris和他的团队试图利用一束激光照射光腔来冷却薄膜(鼓膜)到基态。那些因镜子和薄膜(鼓膜)反射阻塞的光子能够减少薄膜的振动而使其冷却到7微开(标准温度)的低温这是处于初始温度时振动的10,000分之一,但是还没有达到量子极限。 在 Physical Review A 上, 来自 在 Tucson now 的大学 Arizona 的Mishkat Bhattacharya and Pierre Meystre 更进了一步在理论上证明了一对这样的薄膜(鼓膜)可以形成一个类似分子的状态。他们把两个薄膜(鼓膜)中心对称的放入光腔并写下了他们的运动方程。因为两个鼓膜都和激光光子相互作用,所以就像用弹簧固定在墙上的两个物体被一个弹簧连接在一起而使它们有效地耦合在一起。这样产生不同振动频率的两个振动模式质心模(两个鼓膜的同向振动)和呼吸膜(两个鼓膜的反向振动) 带入实际的实验参数以后,研究者发现通过入射合适频率的激光这两个振动模式可以分别的被冷却。这两个鼓膜原子有效的结合成一个鼓膜分子,根据计算可以冷却到这个分子振动到它的基态。 来自Imperial College London 的 Michael Hartmann 和 Martin Plenio 在 Physical Review Letters 上发表文章证明应当可以制备这两个鼓膜长寿命的纠缠态。在他们的方案中这两个鼓膜以腔中心对称的放置,导致不同类型的振动模式。这个团队通过计算发现这两个振动模可以用两束激光同时冷却。 他们发现通过小心的选择激光频率,当模被冷却时,激光和鼓膜的相互作用恰好把两个鼓膜制备到它们的纠缠态。只要有激光纠缠态就存在。为了非破坏的验证纠缠,可以再用两束很弱的激光探测它们。来自Yale的Steven Girvin 和Harris在薄膜冷却方面合作。他认为这两个方案利用现在的实验技术能够在不久的将来在实验室里实现。他说:这是个能够产生很多神奇动力学的丰富的系统。 --Michelangelo D'Agostino 英文来自 http://focus.aps.org/story/v22/st16 参考文献:   J. D. Thompson et al. , Strong Dispersive Coupling of a High-Finesse Cavity to a Micromechanical Membrane, Nature (London) 452 , 72 (2008) . Multiple Membrane Cavity Optomechanics M. Bhattacharya and P. Meystre Phys. Rev. A 78 , 041801 (issue of October 2008) Steady State Entanglement in the Mechanical Vibrations of Two Dielectric Membranes Michael J. Hartmann and Martin B. Plenio Phys. Rev. Lett. 101 , 200503 (issue of 14 November 2008)
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