摘要：为保证物联网中承担着信息采集与传输等重要任务的传感器持续、稳定、免维护地工作,其中一种解决方案为收集广泛分布在环境中的振动机械能,构建自供能系统。而摩擦纳米发电机(TENG)作为机械能俘获技术之一,在收集低频无规则振动机械能方面具有更高的能量转换效率。因此,针对人行走时产生的振动机械能,设计并制作了硅胶半球支撑的接触分离式TENG。该TENG器件在1 Hz频率下的开路电压峰值为348 V,短路电流峰值为7.7μA,外接40 MΩ电阻时瞬时功率可达265μW,将它与树脂浇筑构建的硬质板面集成,则可实现自供能发光地板系统,能够在不同人流量的条件下正常工作。该发光地板可应用于人群密集的商场、步行街、游乐园等场所。

摘要：锁模半导体碟片激光器(semiconductor disk laser,SDL)兼具输出功率高与光束质量好的优点,但半导体增益介质ns量级很短的载流子寿命限制了锁模脉冲重复频率的降低,因而在一定程度上限制了锁模脉冲峰值功率的提高.本工作中增益芯片内较浅的量子阱所对应的载流子寿命相对较长,结合特殊设计的较小饱和通量的半导体可饱和吸收镜(semiconductor saturable absorption mirror,SESAM),获得了低重复频率、高峰值功率的被动锁模SDL.当温度为12℃时,利用六镜谐振腔产生的被动锁模激光脉冲重复频率低至78 MHz,为迄今为止在SESAM锁模SDL中所获得的最低重复频率.锁模SDL的平均输出功率为2.1 W,脉冲宽度为2.08 ps,对应的脉冲的峰值功率12.8 kW,为已有报道最高值的近2倍.

摘要：报道了一种高功率宽调谐外腔面发射绿光激光器,利用设计的1018 nm半导体增益芯片、折叠镜以及后端镜构成结构紧凑的V型腔,使用长度为10 mm的Ⅰ类相位匹配三硼酸锂(LiB_(3)O_(5),LBO)非线性频率变换晶体进行腔内倍频,实现了509 nm波长的高功率绿光输出.通过在腔内插入双折射滤波片(birefringent filter,BRF),可获得连续调谐的激光波长.当BRF厚度为1 mm时,基频激光和倍频绿光的波长调谐范围分别为47.1 nm和20.1 nm.可调谐绿光的最大输出功率为8.23 W,对应的倍频转换效率为68.2%,相应的从吸收泵浦光到倍频绿光的光-光转换效率为16.6%.

摘要：富锂层状氧化物因能量密度高和成本低,有望成为下一代锂离子电池正极的重要候选材料.然而,富锂正极材料中阴离子氧化还原反应使晶格氧不稳定,导致电压衰减和不可逆容量损失.尽管铁代无钴富锂材料可以实现较少的电压衰减,但存在严重的阳离子混排和较差的动力学.采用一种简单易行的高价离子掺杂策略,在Li_(1.2)Ni_(0.13)Fe_(0.13)Mn_(0.54)O_(2)(LNFMO)中掺入Mo元素,拓宽了锂层间距,为Li^(+)的传输提供了更宽的通道,改善了Li^(+)的扩散动力学,有效抑制了阳离子混排,进一步稳定了层状结构.得益于此,Mo掺杂后的富锂材料表现出显著增强的电化学性能,在0.2 C电流密度下表现出209.48 mAh/g的初始放电比容量.1C下的初始放电比容量从137.02 mAh/g提高到165.15 mAh/g;循环300次后,仍有117.49 mAh/g的放电比容量,电压衰减由2.09 mV/cycle降低为1.66 mV/cycle.本文对Mo掺杂后的正极材料进行了系统表征并揭示了循环稳定的机理,为高性能富锂正极材料的设计提供了重要参考.

摘要：物理教学过程中的逻辑思维培养一直是教学工作者关心的问题。以人教版高中物理必修三“电荷”的三种起电方式为逻辑主线进行教学设计,采用先行组织者策略,通过三个层次分明的实验方案设计,让学生对“电荷”的三种起电方式建立新旧知识之间的认知结构联系,从而使学生在学习“电荷”概念的过程中实现由浅入深的逻辑进阶。同时,通过有意义学习理论的教学指导,促进物理学科核心素养中科学思维和科学探究能力的发展。

摘要：中学生知道课本或资料上给出的微观物质尺寸的数值,但大多数都不知道这个数值具体是怎样得来的.针对这种现象,联系生活中雾化器的工作原理,基于比值定义法设计实验,建立宏观与微观之间的联系,指导学生通过实验,进行实验数据分析,估算雾化小水珠的直径,从而掌握微观世界大致尺度的新方法.本实验贴近生活,概念涉及表面张力、能量、电流、电压、电功率等,能够较好地拓展学生的科学思维与科学探究能力.

摘要：本文结合真空热蒸镀与旋涂法,成功制备出金纳米粒(Gold Nanoparticles,Au-NPs)修饰阳极的4种绿光器件.器件结构为ITO/Au-NPs/MoO_(3)/NPB/Alq_(3)/CBP/CsCl/Al.在室温下测量器件的光电特性、磁电致发光(Magneto-Electroluminescence,MEL)和磁电导(Magneto-Conductance,MC).在温度245–95 K,对CBP膜厚为15 nm的器件研究了磁电致发光和磁电导.结果表明,在阳极ITO表面旋涂一层金纳米粒薄膜,器件稳定性得到提升,器件最大亮度为14710 cd/m^(2),最大电流效率为4.79 cd/A.亮度为11890 cd/m^(2),电流效率滚降仅为5.47%,并且在195 K出现与室温完全相反线型的MC曲线.通过机理研究表明,金纳米粒吸附在阳极表面,缺陷被有效钝化,这是提升器件效率稳定的主要原因.利用非洛伦兹方程很好地拟合了245 K,7 V的MC曲线,拟合结果B_(2)=297.37 mT.器件内部的反向系间窜越(RISC)过程引起MC线型反转,由正变为负,三重态激子突破了向单重态激子转换的障碍,提高了三重态激子的利用率.本研究深入探讨了基于Au-NPs低效率滚降器件中的多种微观物理机制,同时也为设计高稳定性器件提供一种思路与可行的研究方法.

摘要：具有优良磁热性能的材料是磁制冷技术应用的关键.本文设计制备出了一种非晶态四元Gd_(45)Ni_(30)Al_(15)Co_(10)合金条带,系统地研究了该合金的磁热性能.Co的引入增加了合金的非晶态热稳定性,扩大了过冷液相区宽度.Gd_(45)Ni_(30)Al_(15)Co_(10)非晶态合金条带的居里温度和有效磁矩分别为80 K和7.21μB,在10 K温度下饱和磁化强度达到173 A·m^(2)·kg^(-1),矫顽力为0.8 kA·m^(-1),具有优异的软磁性能.在5 T的外加磁场下,Gd_(45)Ni_(30)Al_(15)Co_(10)非晶态合金的磁熵变峰值和相对制冷能力分别高达10.2 J·kg^(-1)·K^(-1)和918 J·kg^(-1).该合金具有典型的二级磁相变特征,可以在较宽的温度范围内实现磁制冷,且Gd原子含量低于50%,成本较低,表明该合金是一种理想的磁制冷材料.

摘要：析氧反应(OER)在锌空气电池、燃料电池和电解水等能源储存和转换设备中都有至关重要的作用.然而OER过程涉及四电子转移,导致反应动力学缓慢.尽管贵金属氧化物被认为是最先进的OER电催化剂,但昂贵的价格以及稀缺性限制了其商业应用.因此,本工作结合水热和水浴法制备了NaCu_(5)S_(3)@Ni_(x)Fe-LDH(x=1,2,3,4)纳米片阵列复合电催化剂.对样品的结构进行了表征,结果显示NaCu_(5)S_(3)和Ni2Fe-LDH充分混合,形成紧密结合的界面,有利于电荷的快速转移,这将增强两相界面处的电子调控作用,改变其局域结构特性,促进OER电催化性能.电化学测试结果显示,当电流密度为20 mA·cm^(-2)时,NaCu_(5)S_(3)@Ni2Fe-LDH在1.0 M KOH电解液中的氧析出过电位仅为227 mV,电催化性能优于原始的NaCu_(5)S_(3)(271 mV)和Ni2Fe-LDH(275 mV),并且具有长达72 h的稳定性.此外,NaCu_(5)S_(3)@Ni2Fe-LDH复合电催化剂具有较小的电荷转移电阻,较大的双层电容值(10.0 mF·cm^(-2))和电化学活性表面积(250 cm^(2)),有利于OER的进行.本工作为设计廉价、高效且稳定的OER复合电催化剂提供了切实可行的实践路径.

摘要：出水化学需氧量(COD)的快速准确测量对于污水处理过程水质的动态调控至关重要。针对出水COD难以实时检测的问题,提出一种基于量子加权最小门限单元(QWMGU)神经网络的出水COD预测方法。先通过多维单步(滑动窗口)预测技术构建时间序列;然后在最小门限单元(MGU)遗忘门、候选状态与输出环节设计量子计算机制,通过更新量子相移门矩阵替代MGU权值矩阵的更新,赋予网络神经元量子特性,并给出QWMGU模型设计的具体规则与构建流程。应用该方法对德州市污水处理厂2020年出水COD进行预测,并与5种流行预测模型进行对比,以检验模型优越性。结果表明:QWMGU网络的相对预测误差优于其他方法,且稳定性较高,其均方根误差、确定系数、平均绝对误差分别为0.073、1、0.047。该模型有助于实现污水处理厂COD的高效在线检测。