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磁场下碳化物析出的热力学机制

原子与分子物理学报 2025年第4期42卷 121-130页

作者：廖已莹侯廷平杨雨豪郑一航于涛刘伍明吴开明武汉科技大学理学院武汉430081 冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室武汉430081 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081 江汉大学光电材料与技术学院光电化学材料与器件教育部重点实验室武汉430056 中国科学院物理研究所北京100190

钢中碳化物的形成主要由合金元素的种类以及含量的决定,碳化物对钢铁材料的显微组织形态和力学性能有重要影响.磁场是影响碳化物析出规律发生改变的重要因素之一.以常见的碳化物M_(6)C(M=Fe,Mo)作为研究对象,利用第一性原理计算η-Fe_(... 详细信息

钢中碳化物的形成主要由合金元素的种类以及含量的决定,碳化物对钢铁材料的显微组织形态和力学性能有重要影响.磁场是影响碳化物析出规律发生改变的重要因素之一.以常见的碳化物M_(6)C(M=Fe,Mo)作为研究对象,利用第一性原理计算η-Fe_(2)C、Fe_(3)C、Fe_(2)Mo_(4)C、Fe_(3)Mo_(3)C-Ⅰ、Fe_(3)Mo_(3)C-Ⅱ和Fe_(4)Mo_(2)C等合金碳化物的磁矩,计算结果表明其中Fe_(4)Mo_(2)C的磁矩最大,达到了7.04μB.磁矩不仅由碳化物晶胞中Fe原子个数有关,还与Fe Wyckoff占位紧密相关.通过模拟计算碳化物的磁致磁热熔、磁熵、磁焓和磁自由能,从热力学角度对各碳化物进行分析,结果表明磁场会使碳化物的磁致磁热熔和磁熵增加;强磁场会降低M_(6)C的磁自由能进而提高其稳定性.此工作为研究核聚变材料磁性能提供理论基础和技术参考.

关键词：磁场碳化物析出相热力学机制

质子入射In靶激发L系特征X射线的角分布研究

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原子与分子物理学报 2025年第2期42卷 98-104页

作者：柳钰王兴徐忠锋周贤明程锐张小安梁昌慧咸阳师范学院与中国科学院近代物理研究所联合共建离子束与光物理实验室咸阳712000 西安交通大学物理学院西安710049 中国科学院近代物理研究所兰州730000

本论文实验测量并分析了发射角以10°为间隔,125°-155°范围内,入射能量为250 keV的质子束激发In靶产生的特征L系X射线谱,根据实验测得能谱结果,综合考虑探测器的探测效率后,计算了不同探测角度下特征X射线的相对强度比L_(ι)/L_(γ1)... 详细信息

本论文实验测量并分析了发射角以10°为间隔,125°-155°范围内,入射能量为250 keV的质子束激发In靶产生的特征L系X射线谱,根据实验测得能谱结果,综合考虑探测器的探测效率后,计算了不同探测角度下特征X射线的相对强度比L_(ι)/L_(γ1);由相对强度比L_(ι)/L_(γ1)与二阶勒让德函数P_(2)(cosθ)之间的函数关系,发现特征X射线Lι在被测能量下呈各向异性发射,推得Lι特征X射线的各向异性参数β为-0.179±0.011,进而得到In靶L_(3)亚壳层的定向度A_(20)为-0.422±0.025,实验结果与理论预测一致.根据PWBA(Plane wave born approximation)模型和ECPSSR(Energy-loss coulomb-repulsion perturbed-stationary-state relativistic)模型,计算了250 keV质子入射下,In靶L亚壳层电离截面σ及Coster-Kronig跃迁矫正因子κ,在根据各向异性参数计算L_(3)亚壳层定向度的过程中考虑了Coster-Kronig跃迁的作用.分析认为本实验碰撞速度下,通过电子转移方式产生空穴的截面比直接电离小的多,所以没有对L_(3)亚壳层定向度进行电子转移因素的修正.

关键词：碰撞电离特征X射线角分布各向异性

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二聚酸离子液体作为水基润滑添加剂的摩擦学性能研究

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摩擦学学报 2025年第12期44卷 1739-1751页

作者：张铭建陈云龙李维民程顺峰青岛农业大学生命科学学院山东青岛 266041 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州 730000 淄博高端合成润滑材料创新中心山东淄博 255000

以不同链长的二元脂肪酸作为阴离子，以二异丙醇胺作为阳离子，合成了4种羧酸铵型离子液体(CAILs)，并研究了其作为水-二乙二醇(WDG)添加剂的溶解性和摩擦学性能，随后采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、聚焦离子束-透射电子显... 详细信息

以不同链长的二元脂肪酸作为阴离子，以二异丙醇胺作为阳离子，合成了4种羧酸铵型离子液体(CAILs)，并研究了其作为水-二乙二醇(WDG)添加剂的溶解性和摩擦学性能，随后采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、聚焦离子束-透射电子显微镜(FIB-TEM)、石英晶体微天平(QCM)和X射线光电子能谱(XPS)对试验后的磨痕进行二维形貌的观察和化学组成的分析. 结果表明：4种离子液体在水-二乙二醇中有良好的溶解性(>4.0%，质量分数)和稳定性. 此外，4种离子液体都能增强WDG的减摩性能，但只有二聚酸离子液体(DC36-DIPA)增强了WDG的抗磨性能，同时提高了WDG的承载能力(500 N)，表现出最佳的摩擦学性能. OM、SEM、FIB-TEM、QCM和XPS结果表明：质量分数0.5% DC36-DIPA在钢-钢摩擦副表面生成了厚度约为60~70 nm、以铁氧化物为主要成分的摩擦膜，这层摩擦膜通过DC36-DIPA分子在金属表面的吸附以及润滑剂与摩擦副之间的摩擦化学反应而形成，起到减摩抗磨的作用.

关键词：离子液体吸附摩擦化学反应润滑机制

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重掺B对应变SiGe材料能带结构的影响

物理学报 2007年第11期56卷 6654-6659页

作者：姚飞薛春来成步文王启明中国科学院半导体研究所集成光电子国家重点实验室北京100083

硅锗异质结双极晶体管(SiGeHBT)一般以重掺硼(B)的应变SiGe层作为基区.精确表征SiGe材料能带结构对SiGeHBT的设计具有重要的意义.在应变SiGe材料中,B的重掺杂一方面会因为重掺杂效应使带隙收缩,另一方面,B的引入还会部分补偿Ge引起的应... 详细信息

硅锗异质结双极晶体管(SiGeHBT)一般以重掺硼(B)的应变SiGe层作为基区.精确表征SiGe材料能带结构对SiGeHBT的设计具有重要的意义.在应变SiGe材料中,B的重掺杂一方面会因为重掺杂效应使带隙收缩,另一方面,B的引入还会部分补偿Ge引起的应变,从而改变应变引起的带隙变化.在重掺B的应变SiGe能带结构研究中,采用半经验方法,考虑了B的应变补偿作用对能带的影响,对Jain-Roulston模型进行修正,并分析了重掺杂引起的带隙收缩在导带和价带的分布.

关键词： SiGe材料应变带隙收缩(BGN) Jain-Roulston模型

NP油溶性离子液体添加剂的制备及其结构对摩擦学性能影响

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摩擦学学报 2025年第12期44卷 1707-1719页

作者：王玉荣谢经堂郭斌张朝阳于强亮蔡美荣郭峰青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛 266520 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州 730000 新疆工程学院化学与环境工程学院新疆乌鲁木齐 830023 烟台先进材料与绿色制造山东省实验室山东烟台 264006

制备了2种新的磷酸季铵离子液体N22216P和N12121216P，研究了这2种离子液体(ILs)的溶解性能、黏温性能、热稳定性能和防腐性能，探究了室温和高温下它们作为PAO10润滑添加剂的摩擦学性能，并分析了ILs的结构对其润滑性能的影响. 结果发... 详细信息

制备了2种新的磷酸季铵离子液体N22216P和N12121216P，研究了这2种离子液体(ILs)的溶解性能、黏温性能、热稳定性能和防腐性能，探究了室温和高温下它们作为PAO10润滑添加剂的摩擦学性能，并分析了ILs的结构对其润滑性能的影响. 结果发现，质量分数为1%的N22216P和N12121216P表现出比1%商业添加剂T204更优异的润滑性能. 根据电接触电阻、石英晶体微天平测量、能谱和X射线光电子能谱表征结果，推测这2种ILs在摩擦过程中易吸附在基底表面形成吸附膜，这有助于在钢表面发生摩擦化学反应形成摩擦保护膜，从而起到减摩抗磨作用. 此外，还发现：室温和高温润滑下，具有较低空间位阻结构的ILs更易吸附在基底上形成更致密的吸附膜并进一步在钢表面发生反应形成更多的含有抗磨化合物的更致密的润滑膜，因此，空间位阻较小的N22216P具有更优异的润滑性能，这表明ILs作为基础油添加剂的润滑性能受空间位阻结构的影响.

关键词：润滑添加剂离子液体润滑性能磨损润滑机理

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硅基光栅耦合器的研究进展

物理学报 2013年第18期62卷 254-260页

作者：杨彪李智勇肖希 Nemkova Anastasia 余金中俞育德中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室北京100083

硅基光子集成芯片的研究近年来发展迅速,已成为信息技术领域中最热门的研究方向之一,光通信、光互连、光传感等相关研发应用机构高度关注其发展,并积极介入.硅基光子集成芯片中,光栅耦合器作为光信号的输入和输出装置受到极大重视,尤其... 详细信息

硅基光子集成芯片的研究近年来发展迅速,已成为信息技术领域中最热门的研究方向之一,光通信、光互连、光传感等相关研发应用机构高度关注其发展,并积极介入.硅基光子集成芯片中,光栅耦合器作为光信号的输入和输出装置受到极大重视,尤其在封装和测试等环节体现出极具价值的技术优势.本文主要分析了光栅耦合器的工作原理、基本特性及国内外的发展现状和趋势,同时也概括了本课题组近期在该方向上的研究成果.

关键词：光栅耦合器耦合效率绝缘体上硅光子集成

基于Add-drop型微环谐振腔的硅基高速电光调制器设计

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物理学报 2013年第19期62卷 260-265页

作者：曹彤彤张利斌费永浩曹严梅雷勋陈少武中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室北京100083

相比于传统的All-pass型微环谐振腔硅基电光调制器,Add-drop型微环谐振腔可提供更多的设计自由度,使调制器在不改变杂质掺杂浓度的情况下就能在调制带宽和消光比性能上获得均衡考虑.本文设计了基于Add-drop型微环谐振腔的高速、且在低... 详细信息

相比于传统的All-pass型微环谐振腔硅基电光调制器,Add-drop型微环谐振腔可提供更多的设计自由度,使调制器在不改变杂质掺杂浓度的情况下就能在调制带宽和消光比性能上获得均衡考虑.本文设计了基于Add-drop型微环谐振腔的高速、且在低调制电压下实现大消光比的硅基电光调制器,所用微环谐振腔的半径仅仅为20μm.重点分析了直波导与微环谐振腔的耦合对调制器性能的影响,发现较小的Drop端耦合系数有利于消光比的提高,但是不能同时达到最佳的调制带宽,因此设计上存在一个带宽和消光比性能上的折中考虑.根据优化设计的结果进行了实际器件的制作和测试.静态光谱测试表明,在3 V反向偏置电压的作用下,调制器的消光比最大可达12 dB.动态电光响应测试中,在仅仅1.2 V的信号幅值电压下测得了8 Gbps数据传输速率的清晰眼图.

关键词：电光调制器绝缘体上的硅微环谐振腔载流子色散效应

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一种热光可调谐级联微环滤波器的理论分析

物理学报 2012年第3期61卷 233-239页

作者：任光辉陈少武曹彤彤中国科学院半导体研究所集成光电子国家重点实验室北京100083

根据Vernier效应可大幅度提高滤波器自由光谱范围和调谐范围,设计了一种热光可调谐级联微环滤波器.利用传输矩阵方法和有限元方法从理论上计算了对于第一级微环半径为48μm,第二级半径为50μm的级联微环滤波器的自由光谱范围和调谐范围... 详细信息

根据Vernier效应可大幅度提高滤波器自由光谱范围和调谐范围,设计了一种热光可调谐级联微环滤波器.利用传输矩阵方法和有限元方法从理论上计算了对于第一级微环半径为48μm,第二级半径为50μm的级联微环滤波器的自由光谱范围和调谐范围可以达到75.6 nm,而功耗仅为103.1 mW,这是目前为止我们所知的基于微环谐振腔的硅基热光可调谐滤波器中最大的自由光谱范围和在如此低功耗下最大的调谐范围.利用有限元方法,还计算了半径为50μm微环的热光调谐响应时间,上升沿时间为3.5μs,下降沿时间仅为0.8μs.

关键词： PLC光子集成回路级联微环滤波器热光效应

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硅基光子集成研究进展

物理学报 2014年第10期63卷 1-8页

作者：周培基李智勇俞育德余金中中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室北京100083

报道了国际上关于硅基光子集成的最新研究进展和本课题组在该领域的研究成果,包括对一些光收发模块、III-V族/硅基激光器等集成器件的结构改进和工艺的探索,展示了兼容互补金属氧化物半导体工艺的硅基光子集成在信息技术领域中的巨大前... 详细信息

报道了国际上关于硅基光子集成的最新研究进展和本课题组在该领域的研究成果,包括对一些光收发模块、III-V族/硅基激光器等集成器件的结构改进和工艺的探索,展示了兼容互补金属氧化物半导体工艺的硅基光子集成在信息技术领域中的巨大前景.可以预见,硅基光子集成已成为硅光子学的主要研究内容,硅光子学及硅基光子集成的发展目标是趋向更高速率、更低功耗及更大集成密度.

关键词：硅光子学光子集成光子集成回路光电子集成