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DLC膜对金刚石纳米柱NV色心发光收集强度的影响

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量子电子学报 2024年第5期41卷 793-801页

作者：李文斌谭心潘超贺占清杨桥内蒙古科技大学机械工程学院内蒙古包头014010

金刚石氮空位(NV)色心发光收集强度的提高是实现单光子源技术的关键。本工作将锥状的类金刚石(DLC)梯度减反膜引入纳米柱色心单光子源中,旨在从色心的自发辐射速率与光子收集效率两方面提高NV色心的发光收集强度。采用时域有限差分(FDTD... 详细信息

金刚石氮空位(NV)色心发光收集强度的提高是实现单光子源技术的关键。本工作将锥状的类金刚石(DLC)梯度减反膜引入纳米柱色心单光子源中,旨在从色心的自发辐射速率与光子收集效率两方面提高NV色心的发光收集强度。采用时域有限差分(FDTD)法对带有DLC膜的金刚石纳米柱复合结构进行了光学仿真,探究了不同结构参数的DLC薄膜对金刚石纳米柱NV色心光子收集强度、出射效率及自发辐射速率的影响,并且通过优化得到了最大收集强度下的结构参数。仿真结果表明,引入DLC膜能够使金刚石纳米柱中NV色心获得更高的光子出射效率(≥1%),并且能够改变纳米柱内部电场分布,使色心自发辐射速率增加16.8%,最终使光子的总收集强度增加15.5%。

关键词：量子光学收集强度时域有限差分金刚石纳米柱NV色心类金刚石梯度减反膜自发辐射速率

基于局域表面等离激元Ag/金刚石纳米结构增强NV色心的荧光

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微纳电子技术 2023年第5期60卷 698-705页

作者：谭心郭慧文杨桥贺占清内蒙古科技大学机械工程学院内蒙古包头014010

在纳米光子学中,提高量子点的荧光强度是一个需要迫切解决的难题,现如今金属纳米材料是一种很有前途的荧光增强材料。通过Ag纳米结构的局域表面等离激元效应提高金刚石氮空位(NV)色心的荧光强度,制备了不同的Ag纳米结构(Ag纳米柱阵列和A... 详细信息

在纳米光子学中,提高量子点的荧光强度是一个需要迫切解决的难题,现如今金属纳米材料是一种很有前途的荧光增强材料。通过Ag纳米结构的局域表面等离激元效应提高金刚石氮空位(NV)色心的荧光强度,制备了不同的Ag纳米结构(Ag纳米柱阵列和Ag纳米层),探究其对NV色心的荧光增强效果。结果表明,Ag纳米柱阵列结构的加入可将金刚石NV色心的荧光强度增强2.30倍,Ag纳米层结构的加入可将其增强1.54倍。并且,采用时域有限差分(FDTD)法分析激发和发射两个过程发现,金刚石NV色心的荧光强度随着Ag纳米结构的加入显著提高,由此验证了实验中Ag纳米结构对金刚石NV色心荧光增强的效果。此研究结果为后续进行量子点光致发光器件的设计提供了一定的参考。

关键词：局域表面等离激元 Ag纳米结构时域有限差分法氮空位(NV)色心荧光增强

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金刚石纳米锥坑阵列结构的制备

微纳电子技术 2023年第1期60卷 116-123页

作者：谭心潘超贺占清祁晖杨桥内蒙古科技大学机械工程学院内蒙古包头014010

采用电感耦合反应离子刻蚀(ICP-RIE)技术刻蚀金刚石薄膜,通过调整刻蚀功率、角度及时间等工艺参数,低成本且高效率地实现了排列整齐的圆形纳米锥坑阵列的可控化制备。对纳米锥坑的制备过程进行深入研究,发现可通过调节刻蚀角度与偏压功... 详细信息

采用电感耦合反应离子刻蚀(ICP-RIE)技术刻蚀金刚石薄膜,通过调整刻蚀功率、角度及时间等工艺参数,低成本且高效率地实现了排列整齐的圆形纳米锥坑阵列的可控化制备。对纳米锥坑的制备过程进行深入研究,发现可通过调节刻蚀角度与偏压功率控制氧等离子对金刚石进行高度方向性的刻蚀。荧光检测结果表明,直径为80~120 nm、深度为90~130 nm的纳米锥坑阵列结构可使金刚石薄膜内NV0色心的荧光强度增加21%,SiV-色心的荧光强度增加49%。使用时域有限差分方法对增强原因进行探究,发现纳米锥坑对泵浦激发光有局限作用,并且可在纳米锥坑附近形成法布里-珀罗共振腔,使色心的自发辐射速率加快,进而增加其荧光强度。

关键词：纳米锥坑金刚石薄膜电感耦合反应离子刻蚀(ICP-RIE) 刻蚀方向性荧光增强

基于多孔介质理论的牧草自然干燥过程仿真与分析

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饲料工业 2018年第23期39卷 8-12页

作者：贺占清郭志平李凤伟内蒙古工业大学机械学院内蒙古呼和浩特010000

提高干草调制质量和降低调制成本一直以来都是牧草业发展的方向。对牧草草捆自然干燥的仿真与分析,了解牧草自然干燥下的干燥曲线可为牧草的调制提供一定理论基础。文章基于多孔介质理论建立牧草草捆自然干燥模型。借助FLUENT流体分析... 详细信息

提高干草调制质量和降低调制成本一直以来都是牧草业发展的方向。对牧草草捆自然干燥的仿真与分析,了解牧草自然干燥下的干燥曲线可为牧草的调制提供一定理论基础。文章基于多孔介质理论建立牧草草捆自然干燥模型。借助FLUENT流体分析软件对牧草自然干燥的过程进行仿真分析,并对比研究不同草捆直径分别在初始含水量为60%、50%和40%情况下草捆自然干燥的干燥曲线。直径为0.7 m的草捆在初始含水量为60%、50%和40%时的干燥速率均明显高于直径为1.6、1.3 m和1 m的草捆的干燥速率。为圆草捆捆草机捆草尺寸提供建议,为牧草高水分收获提供理论支撑。

关键词：牧草草捆初始含水量草捆直径干燥多孔介质 FLUENT

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双转子水平旋转搂草机弹齿疲劳寿命分析

农机化研究 2022年第10期44卷 14-18,87页

作者：王泽云郭志平武文亮贺占清内蒙古工业大学机械工程学院呼和浩特010051

针对目前内蒙地区华德牧草生产的9LSQ-5.3型水平旋转搂草机弹齿部分结构性能较差、易发生疲劳损伤造成断裂,且作业环境受地形影响载荷复杂的问题,对载荷特性和弹齿疲劳寿命展开分析。首先,通过有限元分析获得弹齿的固有频率和振型,找出... 详细信息

针对目前内蒙地区华德牧草生产的9LSQ-5.3型水平旋转搂草机弹齿部分结构性能较差、易发生疲劳损伤造成断裂,且作业环境受地形影响载荷复杂的问题,对载荷特性和弹齿疲劳寿命展开分析。首先,通过有限元分析获得弹齿的固有频率和振型,找出弹齿疲劳损伤危险点,以草场试验获得加速度数据并根据加速度数据绘制路面载荷谱;结合相关疲劳分析理论,在ANSYS中利用断裂力学仿真法结合路面载荷谱、材料特性参数对应关系进行疲劳分析,得到危险点寿命为4955 h,并通过材料优化提高弹齿寿命。

关键词：水平旋转搂草机弹齿载荷特性疲劳寿命

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水平旋转式搂集装置弹齿静力学分析与试验

农机化研究 2022年第12期44卷 8-14,21页

作者：王泽云郭志平武文亮贺占清内蒙古工业大学机械工程学院呼和浩特010051

为解决水平旋转式搂集装置在工作过程中弹齿变形严重问题,对水平旋转式搂集装置弹齿进行了运动受力分析、强度校核和田间随机载荷谱试验,得出影响弹齿变形的主要因素,并通过田间试验对理论分析结果进行验证。针对水平旋转式搂集装置弹... 详细信息

为解决水平旋转式搂集装置在工作过程中弹齿变形严重问题,对水平旋转式搂集装置弹齿进行了运动受力分析、强度校核和田间随机载荷谱试验,得出影响弹齿变形的主要因素,并通过田间试验对理论分析结果进行验证。针对水平旋转式搂集装置弹齿工作特性,对其在不同运动状态下进行受力分析,确定石块引起的随机载荷力对弹齿变形影响最大;通过强度校核,得出9LSQ-5.3型水平搂草机弹齿在受到超过94.7N的随机载荷力时将发生塑性变形,且变形量不小于34mm。通过田间试验测量弹齿应变数据,绘制出草原地面随机载荷谱,与理论分析结果一致,且测得此搂草机牧草搂集率为97.1%,满足实际需求。

关键词：弹齿搂集装置水平旋转式静力学分析强度校核随机载荷谱

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宽幅割草机割刀工作特性试验研究

农机化研究 2020年第10期42卷 122-129页

作者：贺占清郭志平李凤伟杨莉董忠义内蒙古工业大学机械工程学院呼和浩特010000 内蒙古华德新技术有限公司呼和浩特010000 内蒙古华德牧草机械有限责任公司内蒙古呼伦贝尔021000

为了提高草原牧草收获效率,高效宽幅往复式割草机受到业界广泛关注,但因其宽幅收割器割刀修长,在往复作业运动中割刀的振动与变形会导致堵刀、粘草、粘泥等现象发生,致使割草失效,严重影响割草效率。为此,针对9GQS-4.6型宽幅割草机,从... 详细信息

为了提高草原牧草收获效率,高效宽幅往复式割草机受到业界广泛关注,但因其宽幅收割器割刀修长,在往复作业运动中割刀的振动与变形会导致堵刀、粘草、粘泥等现象发生,致使割草失效,严重影响割草效率。为此,针对9GQS-4.6型宽幅割草机,从割刀工作特性入手,通过理论和试验分析,探寻割刀不同部位的振动及变形规律。试验发现:割刀工作过程中,割刀工作频率主要在6~12Hz范围内,随着工作频率的不断增高,振动和变形越来越大;当割刀工作频率为9Hz时,割刀低频振动较弱;当割刀工作频率增加到12Hz时,割刀出现剧烈碰撞。割刀不同部位的振动与变形在不同工作频率范围内强度不同,越靠近动力输入端随工作频率的变化越显著。通过研究,初步掌握了宽幅割草机割刀的工作特性,对进一步优化宽幅割刀结构提供了理论支撑,对完成天然牧草高效高质量收获装备的研制、提升宽幅往复式割草机效率具有较重要的理论意义。

关键词：宽幅割草机往复式割刀工作特性牧草收获

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宽幅往复式割草机护刃器梁疲劳寿命分析

机械设计与研究 2020年第4期36卷 200-204,209页

作者：武文亮郭志平贺占清李渊杨莉包德胜无内蒙古工业大学机械工程学院呼和浩特010051 内蒙古华德新技术有限公司呼和浩特010020 中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院有限公司呼和浩特010020

针对华德9GQS-4.6型往复式宽幅割草机护刃器梁长宽比大、刚度差,且作业环境荷载复杂,疲劳损伤严重关键问题,对其载荷特性和疲劳寿命展开研究。首先对护刃器梁进行模态分析获得固有频率和振型;在有限元分析的基础上,确定护刃器梁疲劳损... 详细信息

针对华德9GQS-4.6型往复式宽幅割草机护刃器梁长宽比大、刚度差,且作业环境荷载复杂,疲劳损伤严重关键问题,对其载荷特性和疲劳寿命展开研究。首先对护刃器梁进行模态分析获得固有频率和振型;在有限元分析的基础上,确定护刃器梁疲劳损伤危险点,搭建测试系统采集割草机作业的时变数据并编制路面谱;利用功率密度与时频分析相结合的疲劳寿命分析方法计算护刃器梁疲劳寿命,得到危险点寿命为2671296 h,接近实际工作寿命。

关键词：往复式割草机护刃器梁载荷特性路面载荷谱疲劳寿命

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泵浦光激发下金刚石纳米柱内部光场的研究

低温物理学报 2021年第1期43卷 53-60页

作者：谭心陈成斌贺占清张博晨内蒙古科技大学机械工程学院

金刚石纳米柱是实现色心单光子源增强的有效结构,而纳米柱结构尺寸决定泵浦光对色心的激发强度.本文为提高其激发效率,采用时域有限差分法(Finite Difference Time Domain, FDTD)研究金刚石纳米柱的光学性质.通过仿真分析了纳米柱直径... 详细信息

金刚石纳米柱是实现色心单光子源增强的有效结构,而纳米柱结构尺寸决定泵浦光对色心的激发强度.本文为提高其激发效率,采用时域有限差分法(Finite Difference Time Domain, FDTD)研究金刚石纳米柱的光学性质.通过仿真分析了纳米柱直径和高度对内部电场强度的影响.结果表明,在泵浦光波长为532 nm时,纳米柱内部中轴线上场强受尺寸变化影响较大,当直径不变、改变高度时,场强最大值随高度周期性变化,周期约为150 nm;当高度不变、改变直径时,场强最大值也随直径周期性变化,周期约为150 nm.通过研究不同波长的泵浦光对金刚石纳米柱内部中轴线上电场分布的影响发现,不同波长的泵浦光对纳米柱内部中轴线上最强场强对应的纳米柱尺寸有较大影响,但对于纳米柱最大场强随纳米柱尺寸变化的趋势几乎没有影响.本文通过研究上述内容,较为全面地掌握了纳米柱尺寸及泵浦光对纳米柱内部电场强度的影响规律,找到了纳米柱内部中轴线上最强场强位置,确定了激发色心的效率最高值所在位置,为金刚石纳米柱单光子源的制备提供理论指导.

关键词：金刚石纳米柱色心 FDTD 泵浦光