摘要：急剧增长的电动汽车市场需求极大刺激了锂电池的发展.作为锂电池的关键组成部件,电解质在锂电池的安全性、与正负极的匹配性(影响能量密度)、长使役寿命等方面扮演着极为重要的角色.因此,高性能电解质的开发迫在眉睫.三聚甲醛(TXE)是合成聚甲醛最易获得且最便宜的原料之一.我们调研发现,TXE不仅可以作为合成工程塑料的单体,还可以成为构建锂电池高性能电解质的重要构成要素.目前已报道的TXE基电解质不仅可以显著改善锂电池电解质与电极的界面相容性,还能极大提升锂电池的安全性能,已经成为构建高能量密度、高安全性能和长使役寿命的锂电池的一种颇有成效的方法.因此,本综述从准固态锂电池与液态锂电池两个角度出发,详细介绍了锂电池用TXE基高性能电解质的分类设计以及电极/电解质界面构建和表征等,并就TXE作为准固态电解质前驱体、共聚物电解质、防热冲击自阻断电解质以及液态电解液添加剂等方面的作用机理和应用等进行了详细阐述,并在文末对TXE基高性能电解质存在的挑战以及未来发展趋势进行了展望.

摘要：本文针对激光雷达等三维传感应用,设计并制备了905 nm波长的高功率密度5结级联垂直腔面发射激光器(vertical cavity surface emitting laser,VCSEL).制备的5结级联VCSEL单管(氧化孔径8μm)的功率转换效率高达55.2%;其最大斜率效率为5.4 W/A,约为相同孔径单结VCSEL的5倍.窄脉冲条件下(脉冲宽度为5.4 ns,占空比0.019%),5结级联19单元VCSEL阵列(单元孔径20μm)的峰值输出功率达到58.3 W,对应的峰值功率密度高达1.62 kW/mm^(2).对不同孔径器件(8—20μm)的光电特性进行了测试和分析.结果显示,这些器件的最大斜率效率均大于5.4 W/A,最大功率转换效率均大于54%.这些高性能VCSEL器件可作为激光雷达等三维传感应用的理想光源.

摘要：与传统条纹相机加速和偏转电子束的方法相比,太赫兹强场的加速梯度和扫描偏转梯度有明显优势,具备实现飞秒级超高时间分辨的能力.本文基于这一新技术设计了一款基于太赫兹场操控电子束的超小型高时间分辨探测器.从理论上分析了加速区的时间弥散与电子脉冲发射时刻以及初始时间弥散的关系,并讨论了空间电荷效应对时间弥散的影响;设计并优化了加速区和偏转区的太赫兹脉冲耦合增强装置,太赫兹脉冲电场在该装置中的增强系数最高可达9.39.最终通过计算和分析本探测器的时间弥散,得到了时间分辨率优于50 fs的结果.

摘要：利用飞秒脉冲激光对氮化镓(GaN)功率器件进行单粒子烧毁效应定量评估技术研究,针对器件结构建立脉冲激光有效能量传输模型,理论计算了激光有效能量与重离子线性能量传输(LET)的等效关系并开展了试验验证.考虑器件材料反射率与吸收系数对激光的影响,针对介质层界面间的激光多次反射进行参数修正,减小有源区有效能量计算误差.选择一款氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)与一款肖特基势垒二极管(SBD)功率器件作为典型案例,分别开展飞秒脉冲激光正面与背部辐照试验,计算诱发单粒子烧毁的有效能量,并得到不同入射激光波长的烧毁等效LET阈值,对比了模型理论计算值与实际测量值.同时,研究结果对材料参数未知的GaN功率器件,提供了正面与背部辐照模型的激光试验波长选择参考.该工作将为激光定量评估空间用GaN等宽禁带半导体器件的单粒子烧毁效应机理研究及加固设计与验证提供技术支撑.

摘要：实现质子交换膜燃料电池(PEMFC)的商业化应用亟需开发出低成本的高效氧还原(ORR)电催化剂以替代昂贵的Pt基材料.过去十余年,研究人员对由M-Nx活性位点和富缺陷碳质基底组成的热解M-N-C基单原子催化剂进行了深入的研究,以期进一步提高催化剂的性能并降低成本.其中,Fe-N-C基单原子催化剂表现出了较好的催化性能和巨大的应用潜力.近年来人们发现,在单原子催化剂中引入另一种金属原子组成的双原子催化剂具有特殊的几何构型和电子结构,有利于反应过程中原子间相互作用,使催化性能进一步提高.其中,在Fe-N-C基催化剂中引入另一种金属原子组成的Fe-M-N-C双原子催化剂(M代表金属)可以进一步激发Fe-N-C催化剂的本征活性,相关研究也吸引了越来越多的关注.本文综述了Fe-M-N-C基双原子催化剂催化ORR过程的研究进展.首先,讨论了双原子催化剂催化ORR的机制,其中引入的第二种金属原子通过协同和/或调制效应发挥作用.其后,系统总结了Fe-M-N-C的合成方法、表征技术和计算方法,以进一步推动双原子催化剂的研究.再后,根据金属原子之间的相互作用,将双原子催化剂分为Marriage型和Conjunct型.最后,结合双原子位点的原子构型详细讨论了不同双原子催化剂的作用机制:包括提供额外催化位点、改变吸附构型、调节电子结构等.本文还对Fe-M-N-C基双原子催化剂面临的主要挑战和发展机遇进行了总结,并对未来的研究方向进行了展望.一些关键的发展方向应该得到充分的关注和发展,包括Fe基双原子位点的精准合成、双原子位点的可靠识别、对催化机理的深入认识、Fe基催化剂在酸性环境中的稳定性以及具有最佳活性的双原子位点构型.综上,本文对Fe-M-N-C基双原子催化剂研究现状进行了系统的总结,希望为未来理性设计催化剂提供一定的参考.

摘要：红外探测器具有把物体辐射的光子信息转换为电信号的能力,拓宽了人们观察自然环境与人类活动的边界.当前,长波及甚长波红外探测器已在大气监测、夜间侦查、深空探测等领域有诸多应用.随着各国对高端红外探测器要求的快速提升,传统红外探测器难以兼顾高响应率、高响应速度以及多维探测等性能指标的瓶颈日益凸显.基于微纳光学理论设计的人工微纳结构,可实现其与红外光子的高效耦合,综合调控红外光场的振幅、偏振、相位及波长等自由度.为拓展红外探测器额外的调控自由度,进而在实现高量子效率的同时,兼顾较高的响应速率与优异的偏振或波长选择性,集成红外探测器与人工微纳结构的研究思路近年来被广泛应用.本文讨论了人工微纳结构在长波及甚长波红外探测领域的应用进展,详述了表面等离激元、局域等离激元、谐振腔结构、陷光结构、超透镜、赝表面等离激元、间隙等离激元和声子极化激元等机制的应用现状及各机制固有的优劣势,进而指出了人工微纳结构在长波及甚长波红外探测应用的发展前景与方向.

摘要：集合的安全计算问题是安全多方计算中的重要内容,有着广泛的应用。现有的方案中都是解决两方集合的安全计算,本文主要研究在多个参与者共同参与的情况下,保密求集合并集的安全计算问题。本文针对集合并集的保密问题设计了半诚实模型下的安全协议,该协议采用一种新的编码方法和ElGamal门限密码加密算法。针对半诚实协议中恶意参与者可能实施的恶意行为,利用零知识证明,设计了恶意模型下的集合并集的保密协议,且对本文协议的计算和通信复杂度进行了仿真分析,与现有方案相比更加高效,具有实用价值。

摘要：海水中可溶性的营养盐浓度是海洋监测的常规项目之一;大洋水体中的营养盐含量很低,使用传统的分光光度计难于定量测量。文章基于液芯波导长光程技术,设计了高灵敏度的痕量海水营养盐光谱分析仪。分析仪以1.02 nm的光谱分辨率实现350-900 nm光谱范围的水样吸光度连续光谱测量,并由嵌入式PC104微机自动实现了水样采集、吸光度测量和数据分析的功能。针对亚硝酸盐的测试实验结果表明,仪器检出限达到nmol·L^-1的量级,比传统分光光度计的检测限提高了三个量级,且显色反应时间可缩短到3 min,能适用于大洋水体中营养盐的现场痕量分析。

摘要：在星间激光通信中,涉及对大口径衍射极限激光波面的检测,为保证测量精度,必须严格控制波面干涉仪镜子的自重和温度变形。采用有限元方法对大型干涉仪镜子在不同支承方式下的表面变形进行了分析,结果表明,接触角为180°的钢带支承是较好的支承方式,反射镜表面变形峰谷(PV)值仅为1.35nm,均方根(RMS)值为0.363nm。根据这一结论,设计了一个固定支承点与浮动支承相结合的超静定钢带支承结构。在该结构下,分析了镜子轴向、径向、周向的温度梯度效应,分析数据表明,镜子的热弹性变形远大于自重变形,建议采取一定的温控措施,并采用平均效应的方法降低热效应的影响。

摘要：在北京自由电子激光(BFEL)装置的搬迁改造工程中,开关机系统的控制采用基于实验物理和工业控制系统(EPICS)的可编程逻辑控制(PLC)控制系统,它具有安全可靠、操作简单、易于扩展、便于通讯等优点。本文介绍了该控制系统的设计和开发,包括系统软硬件的结构设计以及系统的EtherNet/IP网络通讯。