摘要：合理地设计和制备低成本、高效、稳定的非贵金属基碳纳米材料具有重要意义.本文中我们在不同温度条件下,通过有机配体交换将MOF-5转换为ZIF-8,其过程中可以捕捉到ZIF-8的中间态(ZIF-8-M)并得到最终态(ZIF-8-F).将掺杂Fe离子的MOF材料进行热解后,得到的Fe-ZIF-8-F-900材料具有大的比表面积、高的石墨化程度、丰富的碳纳米管以及高活性的铁物种等优点.这些特性有助于后续氧还原反应(ORR)更好的电子转移和质量传输.与Pt/C相比,Fe-ZIF-8-F-900具有优异的ORR性能,如较正的起始电位(0.982 V),大的极限电流密度(5.41 mA cm^(-2))和较小的Tafel斜率(40.6 mV dec^(-1)),且在10小时后电流保持率仍高达94.4%.此外,实验和理论结果均证实了Fe-ZIF-8-F-900组装的锌空气电池在实际应用中表现优异.本研究将为高效、低成本的非贵金属基电催化剂的开发和制备提供合理的设计策略,并为其在能源相关领域的实际应用指明方向.

摘要：基于蜂窝型声子晶体设计两种不同界面(Ⅰ与Ⅱ)的谷拓扑波导.模式分析显示界面Ⅰ和Ⅱ中的谷边缘态分别具有反对称和对称分布的特征.在此基础上,采用一对反相与同相声源分别激发包含界面Ⅰ和Ⅱ的谷拓扑波导,数值结果表明,一对反相与同相声源分别在界面Ⅰ和Ⅱ上激发产生反对称与对称分布的谷边缘态,并可以在体带隙中实现声能谷输运.此外,在谷拓扑波导的界面Ⅰ和Ⅱ中引入Z型和V型两种不同类型的缺陷,进一步验证了声能谷输运的鲁棒性.最后,在谷拓扑波导的两侧分别放置一对声源,通过主动控制声源初始相位,设计实现了可调控声非对称传输效应.本工作为制备高鲁棒性可调控的拓扑声学器件提供了设计思路与理论方案.

摘要：基于线性相干及相位调控机制设计制备了两类声学触发器,所设计的声学触发器由相控单元和多端口波导结构组成,其宽度与长度分别为0.32λ和0.82λ(λ为声波波长),具有亚波长结构特征.基于相控单元的相位调制及声波的线性相干机制,分别实现了T触发器和D触发器的声学逻辑功能,且相对带宽(工作带宽与工作频带的中心频率之比)分别可以达到0.23和0.22.实验测量与数值模拟的结果吻合很好.本文所提出的声触发器具有宽频带、亚波长尺寸及结构简单等特点,可为设计新型声触发器及声逻辑门提供理论方案与原理性器件.