电化学效应实验的改进

电化学效应实验的改进

一、对电流化学效应实验的改进(论文文献综述)

闫龙格[1](2021)在《基于脉冲电流调控钢液中非金属夹杂物行为及应用》文中认为夹杂物调控旨在通过控制夹杂物数量、尺寸和形态等来降低夹杂物危害,进而改善钢铁材料的性能。脉冲电流不仅可以通过控制夹杂物定向运动从而净化钢液,还可以实现夹杂物的细化及夹杂物形态和取向控制。相比于传统的复合电磁场、交变磁场和连续电流净化技术,脉冲电流调控具有设备简单、绿色节能、净化能力突出等优势,除了可分离常规大尺寸夹杂物之外,脉冲电流还可以有效分离钢液中尺寸小于10μm的夹杂物,控制夹杂物迁移从而抑制浸入式水口堵塞。利用脉冲电流调控钢液中夹杂物的原理是利用非金属夹杂物和钢液之间在电学方面的物理性质(电导率)差异来实现夹杂物的定向运动。相比于在重力场下利用夹杂物和钢液之间的质量密度差去除夹杂物,脉冲电流在控制尺寸较小、密度较大的夹杂物(稀土夹杂物)方面更具优势。针对脉冲电流控制夹杂物演化、迁移理论的深入研究,有助于脉冲电流处理技术在超洁净化冶炼领域的应用。本文通过实验和数学模型研究了电流调控夹杂物演化行为规律和机理,包括电流场下夹杂物形态演化与取向选择、脉冲电流干预气泡与夹杂物相互作用机制、脉冲电流去除稀土钢中的微小尺寸稀土夹杂物、控制夹杂物迁移以抑制夹杂物粘附水口内壁等。通过以上研究为工业稀土钢超洁净冶炼和稀土钢连铸水口堵塞问题提供重要的理论依据和实验基础。本文的研究思路和研究结果总结如下:(1)电流场中夹杂物会引起电流绕流,邻近夹杂物之间的电流分布变化则会引起夹杂物之间的相互作用。基于麦克斯韦方程和朗道连续介质理论建立了两个夹杂物之间相互作用的数学模型,研究了两个夹杂物演化过程中相互作用力、体系的电自由能和体系电导率的变化。数值计算结果表明夹杂物之间的相互作用分为吸引、排斥和旋转效应,这三种效应促使夹杂物在平行电流方向形成具有特定取向的链状结构,并在垂直电流方向彼此远离、分散;通过实验验证证实了这种现象。研究结果表明夹杂物的演化总体上遵循体系的电自由能降低和电导率增加的规律。(2)基于电流场下夹杂物之间的相互作用规律,进一步研究了电流场下气泡与夹杂物之间的相互作用,建立了气泡与夹杂物之间相互作用模型。通过实验研究了电流场下气泡去除夹杂物效果,结果发现施加电流之后夹杂物减少了 45%,而单独气泡处理夹杂物并无明显减少。数值计算显示夹杂物被气泡捕获后体系的电自由能降低。此外,电流引起了额外作用于夹杂物的驱动力,该力的切向分力驱动夹杂物在气泡表面滑动,而径向分力造成气泡与夹杂物之间产生吸引、排斥和驱动效应。上述三种效应导致气泡与夹杂物的碰撞概率和粘附概率升高,夹杂物脱附概率降低,使得气泡更容易捕获、去除钢液中夹杂物。(3)通过实验研究发现脉冲电流下夹杂物有向低电流密度区域迁移的趋势。以稀土夹杂物作为研究对象,进一步研究了非均匀电流场下电流密度梯度对夹杂物是否具有更强的驱动能力和净化效果。实验发现由于电流密度梯度的影响,1-3μm的稀土夹杂物数量降低了 77.42%。理论计算表明梯度电流场(平均电流密度梯度0.7A/mm3)中夹杂物受到的驱动力大约是均匀电流场中夹杂物受力的100倍。作用在夹杂物上的驱动力与夹杂物尺寸正相关,与电流密度梯度线性正相关。夹杂物在电流密度梯度下由高电流密度区域向低电流密度区域迁移,以减小夹杂物对电流的阻碍。夹杂物迁移中遵循电势能、体系的电自由能降低的原则。(4)基于电流控制稀土夹杂物定向迁移的现象,进一步研究了脉冲电流控制夹杂物迁移、抑制稀土钢连铸水口堵塞的作用。结果发现在无脉冲电流干预时,5-30min时间内水口耐材表面侵蚀层的平均厚度由160μm增加到795μm,增加了 397%;而在脉冲电流作用下,侵蚀层的平均厚度由150μm增加到210μm,仅增加了 40%。这一现象的机理是:电流在耐材样品周围发生绕流现象,耐材样品表面电流较高,表面至远处形成电流密度梯度,稀土夹杂物颗粒受到电流密度梯度的驱动难以靠近耐材样品的表面。此外,讨论了脉冲电流对稀土钢液和稀土夹杂物侵蚀耐材反应机制的影响。发现脉冲电流有助于耐材表面非晶相的形成,非晶相隔绝了耐材与钢液的接触,减缓了钢液对耐材的侵蚀。在脉冲电流作用下耐火材料形成致密、光滑且较薄的侵蚀层结构。(5)通过正电极(塞棒)和插入结晶器钢液的负电极(石墨棒)对水口内钢流施加高频脉冲电流,利用高频电流的趋肤效应在钢流表面至中心形成指数衰减的电流密度梯度分布,使钢流中夹杂物受到指向钢流中心的驱动力,阻碍了夹杂物向水口内壁的迁移。未施加脉冲电流连续浇铸稀土钢60分钟后塞棒上升了 3.52mm,而施加脉冲电流塞棒仅上升了 1.41mm,这表明脉冲电流减缓了稀土钢连铸过程中塞棒上升速率,有效抑制了水口堵塞。

宿家鑫[2](2021)在《基于损耗剪裁微结构的半导体激光器侧向光束质量控制研究》文中指出经过半个多世纪的发展,半导体激光器的外延生长和工艺制备技术已经十分成熟,半导体激光器因其具有体积小、重量轻、可靠性高、全固态、工作寿命长、光电转换效率高、可以直接调制的特点,广泛应用于工业生产或作为其他激光器的泵浦源。近些年来,随着新型科技的拓展与原有应用对激光光源需求的提升,对器件的输出功率和光束质量要求也越来越高。传统的宽区半导体激光器受制于高阶侧模、热透镜等非线性现象对其光束质量的限制,其侧向光束质量已无法完全满足许多应用领域的要求,这对于宽区半导体激光器件的发展十分不利。虽然光束整形技术可获得好的光束质量,但是制造成本和系统体积将有明显的增加,系统的可靠性与能量利用效率也会下降,因此对半导体激光器本身的光束质量进行改善的研究具有重要的意义。本论文主要研究了引入损耗剪裁微结构对半导体激光器侧向光束质量的影响,研究内容与成果如下:(1)研究了宽区半导体激光器内部的模式分布特性,利用半导体激光器模拟软件FDTD Solutions和MODE Solutions对宽区半导体激光器进行了相关仿真,通过对光场模式的分布深入分析,提出了一种通过引入损耗剪裁微结构对不同模式进行剪裁以提高其输出光束质量的改良方法。(2)采用SLOC外延结构,制备了1.5 mm腔长,100μm条宽的分布式损耗剪裁激光器,在高阶模式的峰值位置上引入损耗剪裁结构,增加了高阶模式的损耗与其激射阈值,改善了器件的远场发散角,验证了这种改良方法的可行性。(3)设计并制备了一种边缘损耗剪裁型的半导体激光器,其腔长1.5 mm,100μm条宽,通过测量相关参数,对器件的光电性能进行了分析,通过微结构使得实验器件与同规格的标准器件相比侧向光束质量提高了41.6%,并且极大降低了器件的光参量积(BPP)对电流的依赖性。器件光束质量稳定,这对于实际应用具有很重要的意义。(4)通过将损耗剪裁结构与沟道结构相结合,提出了一种复合型损耗剪裁微结构的半导体激光器,制备器件并对其进行了相关测量与分析,通过复合型结构实现了58.5%光束质量提升与21%功率提升,降低了远场发散角对电流的依赖性,同时使得近场束腰尺寸显着缩小,实现了高阶模式的抑制,载流子扩散的抑制,大大降低了载流子边缘累积效应,使激光器的亮度提升近两倍。(5)设计并制备了一批高性能的复合型损耗剪裁微结构器件,并对其相关指标进行了测量。证明了微结构激光器在实际应用中的可行性。

杨涵[3](2021)在《激光精确定位技术在集成电路失效分析中的研究与应用》文中研究表明现代集成电路(Integrated Circuits,IC)制造工艺中,芯片的制造需要经过一系列的流程,每个流程都可能为芯片引入不同的缺陷。在芯片的晶圆测试和封装测试阶段,对失效的芯片进行故障分析,定位失效点,检测失效原因,可以对芯片生产的良率提高起到很大的帮助。随着芯片集成度的提高、特征尺寸的减小、金属互连层厚度的增加,精确定位集成电路硬缺陷和软缺陷的失效点也变得越来越困难。因此,精确、高效的定位技术也是集成电路失效分析(Failure Analysis,FA)的关键所在。本文详细介绍了集成电路失效分析的发展情况,阐述了几种常用的缺陷定位技术,并对热激光定位技术(Thermal Laser Stimulation,TLS)进行了深入具体的研究,在前人研究基础上提出了更加全面的综合模型。利用研究结果,自主搭建了激光扫描测试设备(Laser Scanning and Testing System,LSTS),并利用此设备以及其他几款失效分析设备,如聚焦离子束技术(Focus Ions Beam,FIB)、光发射显微镜(Emission Microscope,EMMI)等,对单片机(Microcontroller Unit,MCU)、6路反相器(Hex Invertor)、多路复用器(Multiplexer)等几款失效样品开展了缺陷定位和分析工作。具体的研究成果和结论如下:(1)初步提出了激光热效应定位技术的综合模型(Comprehensive Model),模型中包括了激光热效应激励电阻变化技术(Optical Beam Induced Resistance Change,OBIRCH)、激光激励电压变化技术(Thermally Induced Voltage Alteration,TIVA)和塞贝克效应图技术(Seebeck Effect Imaging,SEI)的测试原理,并给出了在金属互连缺陷、晶体管缺陷等失效模式中待测试参数与实验设置参数之间的理论关系。(2)依据综合模型,明确了影响测试结果的参数,自主搭建了激光扫描测试系统(LSTS),定位精度为0.5μm,可用于定位半导体器件和集成电路的金属互连空洞、桥连损伤、栅氧层击穿、高阻区、漏电流路径等缺陷,对于阻性失效类型非常灵敏。详细介绍了LSTS的原理结构和主要参数,并对综合模型的理论预期结果做出了实验验证。(3)对特定条件下功能异常的样品:单片机CKS32F、6路反相器AC04、多路复用器ISL71840进行失效分析。在定位阶段,前两款样品在扫描过程中都探测到了异常的电流变化,变化值超过了正常变化值的20%,可视为是异常点。利用聚焦离子束技术以及版图分析方法,在这两款样品中分别找出了失效缺陷,由此验证了LSTS设备定位的精确性。在多路复用器失效样品中观察到了反常的大电流脉冲,经分析猜想后是热激光激励产生的闩锁电流,而此电流无法自维持。在定点辐照实验中,通过调节激光功率,依次观察到了可以自持和不可自持的闩锁电流,依据闩锁维持电流和触发电流随温度升高而降低的特点,使前面的分析猜想得到验证。本研究工作构建了热激光失效定位技术的综合模型,为失效定位实验提供了详细的理论指导,并搭建了激光扫描与测试系统,初步做到了集成电路失效定位设备的自主可控。另外,研究工作分析了几种集成电路的失效物理原因与失效模式之间的关联,为芯片生产良率的提高、为国内失效分析工作的发展提供了一定的参考。

张国娟[4](2021)在《石墨烯基电化学适配体传感器的构建及其对疾病标记物的检测》文中进行了进一步梳理石墨烯(Gr)由于其固有的大比表面积、超高导电性和催化性在电化学生物传感、能源储备、电池催化、环境污染物吸附等领域展示潜在的应用价值。贵金属纳米材料因其良好的生物相容性、超高的催化性和导电性,与Gr纳米材料的复合表现出更好的理化性能,已成为构建电化学传感器的理想材料之一。由于两者材料的复合不仅增强电化学信号响应,同时丰富传感器的结合位点,从而固定大量的识别适配体,最终提高电化学传感器的选择性、灵敏性等性能。由此,本论文合成四种卟啉功能化的石墨烯-贵金属纳米复合材料,分别用于设计不同类型的适配体传感策略,实现了疾病标记物(Disease Marker)的检测应用。主要内容有以下四方面:(1)基于四羧基苯基卟啉功能化的石墨烯金纳米颗粒复合材料构建的电化学适配体传感器检测肌红蛋白。首先,基于四羧基苯基卟啉(TCPP)功能化Gr负载的金纳米复合材料(TCPP-Gr/Au NPs)开发一种敏感的电化学适配体传感器,用于选择性检测肌红蛋白(Mb)。由于TCPP-Gr/Au NPs良好的导电性,固有的大比表面积和出色的机械性能,可以作为Mb电化学适配体检测的增强材料,同时,它为Mb适配体提供有效的抛锚基质。该传感器在2.0×10-11 M至7.7×10-7 M的线性范围内实现Mb的敏感检测,检出限为6.7×10-12 M。此外,该方法具有灵敏度高、价格低和特异性高的优点,所以我们的研究能为Gr基材料在生物医学和生物传感器的应用提供新的视野。(2)基于血红素功能化石墨烯钯纳米复合材料的电化学适配体传感器检测前列腺特异性抗原。本研究描述了检测前列腺特异性抗原(PSA)电化学适配体传感器的构建过程和特性研究。该PSA适配体传感器是基于血红素(hemin)功能化Gr钯纳米复合材料(H-Gr/Pd NPs)所构建的,该材料集Gr的高电导率,Pd NPs出色的电导率和催化性能等优势与一体。其中,置于Gr上的hemin既可作为保护剂,又可作为原位探针(Ep为-0.36 V),而Pd NPs通过Pd和氨基之间的配位键为DNA-生物素的固定提供大量结合位点。通过生物素-链霉亲和素固定PSA适配体可实现灵敏而特异性的PSA测定。所设计的PSA适配体传感器在0.025-205 ng/m L的PSA范围内具有线性响应,检出限8.0 pg/m L。PSA在加标血清样品中的回收率为95.0%至100.3%。因此,该PSA电化学适配体传感器有望成为PSA实际临床检测的替代方法。(3)基于血红素/石墨烯@PdPtNPs的双信号免标记电化学适配体传感器对粘蛋白1的灵敏检测。本研究基于H-Gr@PdPtNPs构建免标记的双信号适配体传感器用于粘蛋白1(MUC1)的检测。Hemin与Gr的复合提高Gr的水溶性,充当原位探针,而且H-Gr负载的PdPtNPs复合材料能够对H2O2的分解有协同催化作用。不仅如此,PdPtNPs为dsDNA(由MUC1适配体和其互补链杂交而得)的绑定提供丰富的结合位点。当检测体系中加入MUC1时,由于MUC1适配体和MUC1特异性结合导致dsDNA结构被打开,部分MUC1适配体从电极表面脱落下来,致使hemin的DPV信号和H2O2的计时电流信号升高。在最优条件下,构建的双信号免标记电化学适配体传感器对MUC1的检测表现出良好的线性关系,线性范围分别是8.0 pg/m L-80 ng/m L和0.80pg/m L-80 ng/m L,检出限分别是2.5 pg/m L和0.25 pg/m L。检测人血清样品中的MUC1回收率是95.0%-104.2%。总而言之,该免标记的传感器不仅降低实验成本,为MUC1的临床诊断提供新的思路。(4)基于血红素/巯基-β-环糊精@钯铂纳米花复合材料和Exo I三重放大策略的比率型电化学传感器准确检测CA125。基于血红素/巯基-β-环糊精@钯铂纳米花复合材料(H-Gr/SH-β-CD@Pd Pt NFs)和Exo I扩增辅助策略,设计三重放大比率型传感器用于CA125的定量测定。在此,hemin仍然充当防止Gr沉淀的保护剂,并为传感器提供内参比信号。Pd Pt NFs作为催化增强剂提高电子转移速率,放大hemin的信号。在加入CA125后,由于适配体和CA125之间的特异性结合,富集槲皮素(QUE)的dsDNA被打开,导致QUE解吸。这些QUE通过SH-β-CD的主客体识别作用而富集在材料修饰电极上,致使QUE的直接电子转移而表现出强的电化学信号,但是由于c DNA片段在Gr材料上的非特异性吸附导致原位探针hemin信号的降低,形成比率信号。此外,Exo I对CA125的循环可扩增QUE信号,放大比率信号,降低背景干扰。基于这些特性,提出三重放大的比率信号电化学生物传感器用于CA125检测。测试表明该测定方法具有更宽的线性范围,范围为6.0×10-4至1007 ng/m L,较低的检出限为0.14 pg/m L,在人血清样品中CA125的回收率为99.2%至104.4%。所以,这项工作将为开发三重扩增和比率信号策略用于临床诊断中其他Tumor Marker的检测提供新机会。(5)总结研究成果,针对研究中存在的问题和改进方向,进行探讨和展望。

刘彦珂[5](2021)在《基于数字图像相关法合金Portevin-Le Chatelier效应的实验研究》文中指出许多合金材料在一定的加载条件下会出现特殊的塑性失稳现象,即Luders效应和Portevin-Le Chatelier(PLC)效应。Luders效应可以通过施加预应变予以抑制,而PLC效应发生于加工硬化阶段,其产生的高应变梯度局域化变形导致材料表面粗糙,影响材料的使用寿命和力学性能。本文致力于以数字图像相关法(DIC)为测量手段,探究材料内在(析出相、溶质原子)及外部条件(电流、试验机刚度)对PLC效应的影响,重点关注局域变形带空间特征,结合微观组织表征和时域分析,揭示内在物理机制,为抑制材料PLC效应提供理论基础。本文的主要工作如下:(1)利用二维数字图像相关法(2D-DIC)和三维数字图像相关法(3D-DIC)对比研究铝合金的局域化变形行为,通过斜光轴下离面位移和面内位移引起的局部点应变值理论误差与2D-DIC和3D-DIC所测实际差值的对比分析,证实2D-DIC测量PLC效应宏观局域化变形的有效性。(2)对不同析出相含量镍基高温合金的PLC效应进行实验研究,通过DIC定量表征分析高温合金PLC带的空域特征,给出不同析出相含量合金的PLC带宽、倾角及带内应变空间分布,证实较高的析出相含量导致镍基高温合金中较严重的局域化变形。此外,实验发现高析出相含量合金中PLC带首尾相接且呈之字形的特殊传播方式,并给出此特殊传播方式与断裂机制之间的定性分析。(3)基于3D-DIC开展Zn对铝镁合金PLC效应影响的实验研究,讨论Zn的添加对锯齿特征、临界应变的影响,证实添加Zn可以有效抑制铝合金的锯齿流动现象,提出可通过直接比较两种合金的锯齿幅值进而判断带内变形程度。此外,发现Zn的添加对PLC带宽和倾角无影响,并在加Zn合金中观察到B类带连续与跳跃结合的特殊传播现象。(4)采用DIC观测不同应变率下电流辅助拉伸实验过程中铝合金试件表面产生的非均匀局域化变形,设计一套水循环冷却装置排除电流引起的焦耳热效应,获得电流作用下局域变形带的空间特征及位置演化,证实电流能够有效抑制PLC效应,阐明电流抑制PLC效应及抑制程度应变率相关效应的作用机制。此外,根据局域变形带的时空特征,重点对比Luders锯齿对应的Luders带与PLC带。(5)基于DIC进行不同刚度试验机上铝合金试件的PLC效应应变率敏感性实验及厚度依赖性实验,证实拉伸机刚度影响锯齿形态及PLC带空间传播特征,发现试件厚度、试验机刚度、应变率三者对PLC效应的影响存在耦合效应。阐明PLC效应的本质特征,提出试验机刚度直接影响动态应变时效过程。

娄开丽[6](2021)在《钴铁/铝LDHs改性生物质炭的制备及水中重金属离子检测》文中研究说明目前,随着大众对生活品质的提升需求和环保观念的加强,治理环境污染逐渐走入工业界和科研界的视野中,各类科研人员对此展开了较为充分的研究。而目前来说,重金属污染是环境污染中占比较大的污染源头之一,当前的研究阻碍之一就是环境重金属含量的检测比较困难。因此,研发出高效的环境重金属检测技术是十分必要的。近年来,具有低成本、可重复利用等优点的生物质炭/层状双氢氧化物(LDHs)复合材料在重金属污染处理中的优异表现受到了相关科研人员的广泛关注。本文采用热解法和水热法合成了Co Fe(Al)-LDHs@BC复合材料,运用了各种XRD、SEM、TEM、FT-IR、BET、XPS等表征测试分析了材料的基本结构和形貌组成,采用电化学分析手段研究了复合材料对水中重金属离子的检测极限。首先,采用热解法制备了生物质炭材料,以汉麻杆为生物质原料,在氮气气氛下将生物质原料在管式炉中以600℃热解得到生物质炭材料。其次,采用水热法制备了改性生物质炭材料。通过调节金属盐离子的摩尔比例、水热反应时间、水热反应温度,制备出具有不同摩尔比的Co Fe-LDHs@BC复合材料。Co Fe-LDHs@BC复合材料的最佳水热合成条件为95℃,反应8 h。金属离子摩尔比不同,复合材料的结构和形貌也不同。其中,钴铁摩尔配比为2的Co Fe-LDHs@BC2-1复合材料比表面积最大,为183.1 m2·g-1。生物质炭表面和空隙内堆积着大量的Co Fe-LDHs粒子,缺陷氧和化学吸附氧的存在有效增强了材料的活性吸附,有利于Co Fe-LDHs@BC对重金属离子进行吸附捕集。利用电化学工作站中方波溶出伏安法(SWVSV)将制备的复合材料用于水中Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)等重金属离子检测结果表明,Co Fe-LDHs@BC2-1对重金属检测极限为1.568×10-10 mol·L-1,1.732×10-10 mol·L-1,9.563×10-11 mol·L-1,1.412×10-10 mol·L-1,均为nmol·L-1级别,并能够实现对四种重金属离子的同时检测。最后,采用上述同样合成方法,制备出改性CoAl-LDHs@BC复合材料,最佳水热合成条件为90℃,水热反应6 h。FT-IR结果清楚地表明CoAl-LDHs@BC复合材料具有OH,C-O-C,C=O,C=C,M-O-C等官能团,这些官能团可以作为活性结合位点改善材料对水中重金属的吸附。SEM测试表明材料中CoAl-LDHs是以花状结构生长在生物质炭上,其中,钴和铝摩尔配比为2的CoAl-LDHs@BC2-1材料形貌最佳,BET结果表明,CoAl-LDHs@BC2-1比表面积最大,为168.4 m2·g-1,高于其他两个样品。对溶液中Cd(Ⅱ),Hg(Ⅱ),Pb(Ⅱ)三种离子的检测结果表明,最好样品Co Fe-LDHs@BC2-1对重金属的检测极限为1.568×10-10 mol·L-1,1.732×10-10mol·L-1,9.563×10-11 mol·L-1,1.412×10-10 mol·L-1,达到nmol·L-1级别,并能够同时实现对三种重金属离子的检测。

代新月[7](2021)在《基于硼/磷元素的纳米器件设计及其电子输运性质》文中研究指明随着电子产品日益向轻薄和智能化的方向发展,对集成度的要求以及对各种电子元器件的微型化要求也相应地提高,纳米材料具有优异的光、电、磁、力学等性质,成为构建功能器件的理想基元。其中,低维碳纳米结构如石墨烯、碳纳米管等在集成电路方面具有良好的应用前景,成为未来计算处理器件的理想候选材料。但是,低维碳材料作为电子器件材料存在诸多缺点,例如,石墨烯具有零带隙性质、碳纳米管的电子性质随手性变化等,制约了该材料的实际应用。硼元素和磷元素在元素周期表中与碳元素相近邻,有望克服碳纳米材料的不足并取代碳纳米材料而在未来电子器件的设计和应用中发挥重要作用。实验和理论均已证明二维硼烯、磷烯以及一维硼纳米管在功能电子器件领域内具有重要的潜在应用价值,但是受实验技术等的限制,对这些硼/磷基纳米材料的结构、电子输运性质的内在联系认识不够,亟需进一步研究调控硼/磷基纳米材料电子性质的方法并满足不同领域的功能电子器件的需求。鉴于此,本文基于第一性原理,将密度泛函理论(DFT)和非平衡格林函数(NEGF)相结合,研究了一系列基于硼/磷元素的低维纳米材料的电子结构,发现了硼/磷基纳米材料的许多特殊性能:如场效应晶体管(FET)特性、负微分电阻(NDR)效应、整流特性等。揭示了原子结构与电子输运性质两者间内在的联系,提出了多种调控纳米材料电子输运性质的结构设计手段,在理论方面为多功能电子器件的设计提供了指导。本文的主要研究内容及结果如下:(1)设计了一系列基于硼元素的纳米结构,包括六边形中心硼原子凹陷的硼纳米管,不同横截面形状、不同手性的砷化硼(BAs)纳米管,并研究了上述几种硼基纳米管器件的电子输运性质。研究发现,对于直径较小的扶手椅型α-硼纳米管,由于硼原子(B 2s22p1)特殊的缺电子性,通过六边形中心处硼原子的凹陷设计能够使电子离域,弥补缺电子性的不足,提高硼纳米管结构的稳定性。此外,硼原子凹陷变形后导致具有扶手椅型手性的α-硼纳米管的电子性质发生了独特的金属-半导体转变,这一发现有望弥补碳纳米管作为电子器件材料所存在的电子结构随手性变化的缺点,使所制备的纳米管器件具有单一类型的电子性质。本研究中提出的截面形状不同的BAs纳米管在理论上是稳定的,且具有与手性无关的半导体电子性质,同样克服了碳纳米管存在的电子结构具有手性依赖性的缺点。这归因于无论何种手性、形状,BAs纳米管最高占据价带(HOVB)轨道的电子都分布在砷原子上,而最低未占据导带(LUCB)轨道的电子位于硼原子上,分别控制着费米能级以下和以上的透射峰,从而导致相似的电子输运性质。另外,圆形BAs纳米管内封装水(H2O)分子后,LUCB穿过费米能级,导致器件的电子输运曲线中显示出独特的NDR现象和金属-半导体转变行为,这一新颖的特性证明圆形BAs纳米管器件可以应用于气体传感器领域。(2)基于磷元素,设计了碳(C)、氧(O)原子掺杂的黑磷纳米管并构建了黑磷烯、蓝磷烯分别与石墨烯、硅烯、锗烯依靠堆垛方式而成的双层范德瓦尔斯异质结,计算了其电子性质。发现经过C、O原子掺杂后的黑磷纳米管,电子被吸引到C、O原子周围,能够有效调控黑磷纳米管的电子性质,使其产生不同的导电特性,并表现出不同程度的NDR特性,在振荡电路领域有重要应用潜能。研究还发现,由于C原子和P原子之间的弱杂化,在黑磷烯/石墨烯、蓝磷烯/石墨烯双层异质结中保留了石墨烯的狄拉克(Dirac)点。而P原子与Si、Ge原子的杂化作用较强,导致黑磷烯/硅(锗)烯、蓝磷烯/硅(锗)烯异质结中硅烯、锗烯的Dirac点消失,取而代之的是在费米能级附近产生了很小的能隙。研究表明,通过与二维材料依靠范德瓦尔斯作用堆垛构建成双层异质结,得到电子结构多样的双层磷基异质结,能够满足不同元器件的需求。(3)考虑到黑磷的生物相容性,设计了磷烯纳米间隙器件,并结合神经递质、氨基酸等生物小分子,以探究该器件在生物小分子探测领域的潜在应用价值。研究发现,磷烯纳米间隙器件捕捉生物小分子后产生不同的电子输运性质,该性质可应用于生物分子探测领域。尤其是乙酰胆碱(ACh)被捕捉后在低偏压(1.1 V)下产生一个大小为600 nA的独特电流峰,而其它神经递质没有这一信号,因此能够用于ACh的电信号探测。研究证明,这一独特的电信号来源于ACh中独特的N+(CH3)3-结构。当ACh分解为含有N+(CH3)3-结构的胆碱时,这一独特的电信号依旧存在,但信号电流峰值从600 nA下降到353 nA。因此,电流信号不仅能快速准确地将乙酰胆碱与其它神经递质区分开来,而且能与胆碱等其它类似物质相区别。当用P原子取代N+(CH3)3-结构的N原子后,电信号出现在负偏压范围下,而正偏压范围内不再出现电信号。研究还发现,通过识别磷烯纳米间隙电极间氨基酸的电子输运特性(如电流-电压曲线的不对称性、电流值等)差异,用以区分20种氨基酸,从理论上预言了对肽进行氨基酸测序的可行性。此外,生物分子器件表现出多种多样的整流特性,使其成为生物分子整流器的候选材料。(4)将硼元素和磷元素结合,设计了氢原子或羟基钝化边缘的磷化硼(BP)纳米带、BAs/BP纳米片三明治异质结、BAs/BP双壁同轴纳米管等。并研究了多种形变方式、层间微失准、纳米管旋转导致的BP基纳米材料的电子结构变化。结果显示,对于边缘被氢原子钝化的锯齿型BP纳米带,电子在HOVB和LUCB处分别被吸引到边缘的P和B上,而对于边缘被羟基钝化的锯齿型BP纳米带,电子在HOVB和LUCB处均被吸引到边缘的O上形成π键,从而使得边缘被氢原子钝化后的锯齿型BP纳米带呈现直接带隙半导体性质,而边缘被羟基钝化后的锯齿型BP纳米带呈现间接带隙半导体性质。因此,通过改变边缘钝化的官能团种类来改变BP纳米带的电子结构的可行性很高。此外,拱形、波浪形、桥形等不同的变形方式赋予了羟基钝化的锯齿型BP纳米带不同程度的NDR特性。对于三明治BAs/BP纳米片异质结,层间微失准造成了半导体-金属转变,双层纳米管异质结的内管旋转同样也会导致相似的半导体-金属转变现象。原因是层间微失准错位以后,电子分布在范德瓦尔斯力的作用下得以重排,各个纳米片层都参与了异质结中电子的输运,导致电流显着增长。总之,以上调控硼/磷纳米材料电子结构的方法,可以扩展到类似的低维材料的电子结构调控领域,为制备功能化纳米电子器件以及调控其电子性质提供了理论依据。对于探究低维材料的制备及应用、设计多功能电子器件、促进低维材料在集成电路的应用具有重要作用。

尹悦[8](2021)在《20世纪以来我国高中物理教科书电磁学部分的变迁研究》文中研究表明清末是中国传统文化和西方现代文化碰撞交融的大变革时期,是物理课程正式纳入我国国家课程体系的时期,也是我国第一部具有完整意义的物理教科书的诞生时期,更是我国传统物理教育走向近代化的转型时期。以史为鉴,可以知兴替,本研究选取20世纪以来11个时期的12套样本教科书,从宏观、中观以及微观三个层面,对教科书中的电磁学部分进行梳理分析,科学地总结清末以来我国高中物理教科书中电磁学内容的变迁特点,理性分析其变迁原因,揭示各时期社会背景与意识形态对教科书的深刻影响,由此得出启示,以期为我国高中物理教科书的未来编纂提供历史参照,并为一线教师进行电磁学教学工作时提供一些建议参考。全文共分为六章。第一章介绍研究背景,说明研究意义、研究对象以及研究内容等问题。第二章讨论20世纪以来我国高中物理课程标准(教学大纲)及教科书的变迁历程。第三章从宏观层面研究我国高中物理教科书电磁学部分所在位置、课程性质以及所属教科书的变迁历程。第四章从中观层面讨论电磁学部分内容呈现方式和内容组织的变迁历程。第五章以“电磁感应现象”为例,从微观层面探讨电磁学部分的变迁历程。第六章总结20世纪以来我国高中物理教科书电磁学部分的变迁特点,分析其变迁原因并得出启示。通过研究发现,电磁学部分的变迁历程受到社会、科技、政治等外部因素以及课程改革、学生发展等内部因素的影响,呈现出如下特点:教科书中电磁学部分所在位置随时代变化而不断前移;课程性质逐渐演进为既注重物理学科知识的完整性又注重学生的个性化发展;所属教科书册数由一册到二册逐渐变为多册;电磁学部分所占教科书的篇幅比例整体呈现增长趋势,其篇幅所占总体篇幅比重约占总体教科书的30%左右;章节安排从分立化趋向于知识点相互结合的集中化;栏目设置的类型逐渐丰富,功能逐渐多样化;插图分类逐渐均衡化,插图总量呈现波折式增长趋势;知识点的编排顺序由直线式转向螺旋上升式,知识点的数量整体呈现波折状态;实验的类型逐渐增多,数量在波动中增长;题目数量总体呈增长趋势,类型及功能逐步多样化;电磁感应现象内容的发展经历了从多到少,从概括到具体的一个过程;语言表达在合乎各版本教科书所属时期的用语及用书习惯的同时变得更加贴近学生生活,更加具有趣味性。据此,得出如下启示:教科书编写要坚持教科书试验与教科书研究相结合;教科书编写要在创新继承中华优秀传统经验的基础上吸取国外有益经验;教科书的内容选择既要体现当前时代特征,同时又要满足学生的发展需求;教科书的内容呈现要与核心素养相结合,凸显教科书的育人功能;强调学生的主体地位的同时增强教师的创造性教学;重视知识的应用与拓展以及学生数学能力的培养。

金光海[9](2021)在《回转窑内物料性质及运动状态引起的窑电流变化实验研究》文中认为回转窑作为一种大型的热工设备被广泛的运用于建材、冶金、化工、环保等行业。在生产工艺过程中,回转窑作为煅烧工艺的核心设备却难以实现对回转窑内部情况的实时监测。回转窑主电机电流作为能反应窑系统运行情况的参数具有易获取、惯性小、准确及时等特点,能可靠的反应窑内煅烧状况。目前,国内外对于回转窑主电机电流的研究仍处于摸索阶段,一般通过大数据统计分类的方式对回转窑电流进行定性分析。本文通过实验研究的方法,研究回转窑内物料性质及物料运动状态对回转窑电流的影响。通过研究窑内物料与回转窑电流两者之间的关系,希望达到运用窑电流波动变化准确判断窑内煅烧工况的目标。首先,本文根据实际回转窑结构,制作了长径比(L/D)为7.5的回转窑模型。回转窑筒体以两档支撑的方式安装在底座上。以直流电机为回转窑驱动电机,传动方式为齿轮传动,与实际回转窑一致。其次,以RS-485串口与MODBUS协议为通讯基础,建立回转窑电流数据采集系统。利用Lab VIEW软件开发平台,开发了一套可以实现采集回转窑电流数据、实时显示电流变化曲线、储存电流数据功能的软件。最后通过实验研究在不同物料,不同转速,不同质量条件下窑电流的波动变化。实验发现窑电流的变化趋势具有周期性特点,根据这一特点,采用傅里叶分析的方法对电流数据进行了时域至频域的转换,提取电流波动频率、电流波动幅值等特征参数。实验发现:1)电流波动频率只与回转窑转速频率一致,回转窑转速越快电流波动频率越大。2)电流波动幅值与回转窑内物料被带高的程度、物料被带高的质量相关。回转窑内物料在运动中被带的越高,电流波动幅值越大;回转窑内物料质量被带动的越多,电流波动幅值越大。通过建立窑电流波动幅值计算模型,对比在相同条件下理论计算的窑电流波动幅值与实验获得的窑电流波动幅值,验证了物料被提升得越高,电流波动幅值越大的结论。

陈锦华[10](2021)在《基于电流原位检测的燃料电池空冷电堆动态特性研究》文中研究指明质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有启动快、清洁,能量转换率高等优点,被视为未来新能源的重要发展方向之一,但耐久性是PEMFC大规模商业化使用必须解决的挑战之一。空冷型PEMFC作为无人机等系统的动力电源时,难免要应对各种变载工况,变载工况是空冷PEMFC耐久性下降的最主要原因。因此,为提高空冷PEMFC的性能和耐久性,需对其变载时的动态特性进行研究。目前大多数对动态特性的研究建立在外部测试结果和部分参数的仿真上,未对燃料电池内部真实反应情况进行检测。本文将利用电流原位检测的方法,对空冷型燃料电池的内部电流分布进行测量,考察不同因素对电化学反应的影响,并对变载时的动态特性进行研究,基于此,本文主要的工作内容为:1.本论文完成了空冷PEMFC电流分布测试系统的搭建与验证。首先,对测试系统需要满足的功能进行了分析,并详细的介绍了系统硬件和软件设计。然后,对系统有效性进行了评估,验证了分区集流板的阻抗一致性高,横向电流小。结合实测结果进行分析,证明了该系统能有效采集电堆内部电流分布。2.考察了不同因素对空冷PEMFC的运行特性的影响。首先,为使燃料电池保持在较好的性能输出,讨论了电堆工作电流与散热风扇PWM之间的关系,并给出了电堆排气的控制方法。接下来分别研究了电堆装配压力和氢气进气压力对电堆输出电压和电流分布的影响,研究发现适当增大这两个参数的值能提高电堆的输出电压,并且电流均匀度有所改善;最后,分析了电堆内部水分布与电流分布的关系,认为水分布对电流分布有重要影响。3.对空冷PEMFC变载时的动态特性进行了分析。基于电流分布测试系统,进行了不同变载方式(阶跃和线性)下的变载实验。介绍了燃料电池在不同变载方式下电压响应,并对沿着氢气流道方向上不同位置的电流分布变化进行了分析,从水气供应的角度解释了不同电流密度下变载时动态响应的机理。最后,从变载方式和气体供给等方面给出了变载策略的优化建议。

二、对电流化学效应实验的改进(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、对电流化学效应实验的改进(论文提纲范文)

(1)基于脉冲电流调控钢液中非金属夹杂物行为及应用(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
    2.1 概述
    2.2 电流波形与施加方式
    2.3 电流控制非金属夹杂物行为理论基础
        2.3.1 电磁斥力理论
        2.3.2 电泳理论
        2.3.3 电自由能驱动理论
    2.4 电流控制非金属夹杂物研究现状
        2.4.1 连续电流分离夹杂物
        2.4.2 脉冲电流控制夹杂物
        2.4.3 脉冲电流控制夹杂物形态与取向
        2.4.4 电流对气泡捕获夹杂物的影响
        2.4.5 电流控制夹杂物应用研究
    2.5 研究现状与研究内容
        2.5.1 研究现状
        2.5.2 研究内容
3 电流调控夹杂物形态与取向
    3.1 研究方法
        3.1.1 实验
        3.1.2 数学模型及求解
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 理论值与数值计算结果比较
        3.2.2 双夹杂物之间的电流分布
        3.2.3 夹杂物相互作用机理
        3.2.4 体系电导率变化
        3.2.5 数值计算与实验结果验证
    3.3 小结
4 电流辅助气泡捕获夹杂物
    4.1 研究方法
        4.1.1 实验
        4.1.2 数值计算
    4.2 实验与数值计算结果
        4.2.1 夹杂物净化效果
        4.2.2 体系电自由能变化
        4.2.3 电自由能驱动力
    4.3 分析与讨论
        4.3.1 电流诱导气泡与夹杂物相互作用机制
        4.3.2 电流辅助气泡捕获夹杂物动力学讨论
        4.3.3 电流辅助气泡捕获夹杂物概率讨论
    4.4 小结
5 电流密度梯度驱动微小夹杂物迁移
    5.1 研究方法
        5.1.1 电流密度梯度净化实验
        5.1.2 电流密度梯度净化数值计算
    5.2 实验与数值计算结果
        5.2.1 钢液表面浮渣分布
        5.2.2 钢液表面浮渣组成
        5.2.3 稀土夹杂物及其分布
    5.3 分析与讨论
        5.3.1 电流密度梯度驱动夹杂物
        5.3.2 夹杂物迁移的电自由能与驱动力
        5.3.3 夹杂物尺寸及其分布
    5.4 小结
6 电流抑制稀土钢连铸水口堵塞研究与应用
    6.1 研究方法
        6.1.1 水口内表面结构演化实验
        6.1.2 夹杂物迁移数值计算
    6.2 实验结果
        6.2.1 水口表面宏观结构
        6.2.2 水口表面腐蚀层界面厚度与结构
        6.2.3 水口表面XRD结果
    6.3 分析与讨论
        6.3.1 水口表面微观结构演化
        6.3.2 电流场下夹杂物迁移的理论分析
        6.3.3 水口表面侵蚀层结构演化
        6.3.4 稀土钢侵蚀水口表面反应机理
        6.3.5 脉冲电流作用下的界面反应机理
        6.3.6 水口耐材样品表面结构演化机制
    6.4 脉冲电流抑制稀土钢连铸水口堵塞研究
        6.4.1 稀土钢连铸水口堵塞分析
        6.4.2 脉冲电流抑制水口堵塞中试分析
    6.5 小结
7 结论与创新点
    7.1 结论
    7.2 创新点
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集

(2)基于损耗剪裁微结构的半导体激光器侧向光束质量控制研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 半导体激光器概述
    1.2 半导体激光器研究进展
        1.2.1 高功率半导体激光器
        1.2.2 高转换效率半导体激光器
        1.2.3 高可靠性半导体激光器
        1.2.4 窄线宽半导体激光器
        1.2.5 高光束质量半导体激光器
    1.3 半导体激光器应用领域
        1.3.1 泵浦源应用
        1.3.2 材料加工应用和材料表面处理
        1.3.3 医疗应用
        1.3.4 军事应用及军事应用的相关衍生应用
    1.4 改善半导体激光器侧向光束质量的方法
        1.4.1 异形波导
        1.4.2 主震荡功率放大器(MOPA)结构
        1.4.3 表面阵列结构/表面微结构
        1.4.4 窄脊结构
        1.4.5 热传播路径改善
        1.4.6 外腔法
        1.4.7 其他方法
    1.5 本论文的选题依据和研究内容
第二章 损耗剪裁半导体激光器理论设计与分析
    2.1 半导体激光器基本原理
    2.2 半导体激光器基本特性
        2.2.1 半导体激光器的功率特性
        2.2.2 半导体激光器的纵模特性
        2.2.3 半导体激光器的温度特性
        2.2.4 半导体激光器的能量转换效率
        2.2.5 高斯光束相关特性
    2.3 半导体激光器的侧向模式讨论
    2.4 光束质量评价
        2.4.1 M~2因子与光参量积
        2.4.2 光斑尺寸评价
        2.4.3 亮度
    2.5 本章小结
第三章 损耗剪裁微结构半导体激光器的制备与测试
    3.1 外延生长
    3.2 光刻技术
    3.3 刻蚀技术
        3.3.1 干法刻蚀
        3.3.2 湿法刻蚀
    3.4 镀膜技术以及封装技术
        3.4.1 镀膜技术
        3.4.2 封装技术
    3.5 GaAs基损耗剪裁微结构半导体激光器工艺流程
    3.6 微结构半导体激光器性能测试
        3.6.1 功率测试
        3.6.2 近场测试
        3.6.3 远场测试
        3.6.4 光谱测试
    3.7 本章小结
第四章 分布式损耗剪裁激光器
    4.1 实验背景
    4.2 器件设计与制备
        4.2.1 器件设计
        4.2.2 器件制备
    4.3 器件相关参数测试与分析
        4.3.1 器件输出功率测试与分析
        4.3.2 器件远场测试与分析
    4.4 本章总结
第五章 边缘剪裁型半导体激光器
    5.1 实验背景
    5.2 器件设计与制备
    5.3 测试结果
        5.3.1 L-I-V特性曲线与转换效率
        5.3.2 近场特性
        5.3.3 远场特性
        5.3.4 光束质量特性
        5.3.5 光谱特性
    5.4 本章小结
第六章 复合型损耗剪裁微结构半导体激光器
    6.1 研究背景
    6.2 器件设计与制备
    6.3 测试结果与分析
        6.3.1 输出功率与转换效率
        6.3.2 远场特性
        6.3.3 近场特性
        6.3.4 光束质量特性
        6.3.5 光谱特性
    6.4 高性能复合型损耗剪裁激光器制备与测试
    6.5 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
致谢

(3)激光精确定位技术在集成电路失效分析中的研究与应用(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题背景
        1.2.1 集成电路失效模式与失效机理
        1.2.2 集成电路失效分析技术
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 本论文的研究意义
    1.5 本论文的主要研究工作和组织结构
第2章 集成电路失效分析技术与仿真软件介绍
    2.1 典型失效定位技术介绍
        2.1.1 热激光定位技术
        2.1.2 微光显微镜
        2.1.3 聚焦离子束技术
    2.2 集成电路仿真软件介绍
        2.2.1 版图分析仿真软件——Cadence
        2.2.2 电路仿真软件——Hspice
    2.3 小结
第3章 热激光定位技术的综合模型与仿真验证
    3.1 激光激励引发温度场随时间的演化
    3.2 电学参数随温度的变化
        3.2.1 金属导体
        3.2.2 PN结
        3.2.3 MOS晶体管
    3.3 小结
第4章 热激光定位技术的设备构建和实验验证
    4.1 激光扫描测试系统的设备构建
        4.1.1 原理结构
        4.1.2 主要参数
    4.2 激光扫描测试系统的实验验证
        4.2.1 激光辐照前后电流的变化
        4.2.2 激光功率与扫描速率对电流变化的影响
        4.2.3 供电条件对电流变化的影响
    4.3 小结
第5章 集成电路失效点定位与分析
    5.1 LSTS+ EMMI+ FIB综合分析实验
        5.1.1 单片机CKS32F的失效模式
        5.1.2 LSTS的定位结果
        5.1.3 EMMI的定位结果
        5.1.4 FIB的成像结果与失效物理原因分析
    5.2 LSTS+ EMMI+ Cadence综合分析实验
        5.2.1 6 路反相器AC04 的失效模式
        5.2.2 LSTS的定位结果
        5.2.3 EMMI的定位结果
        5.2.4 版图信息对照与失效物理原因分析
    5.3 其他类型的失效分析实验
        5.3.1 多路复用器ISL71840 的样品信息
        5.3.2 LSTS设备的实验结果与讨论
    5.4 小结
第6章 总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(4)石墨烯基电化学适配体传感器的构建及其对疾病标记物的检测(论文提纲范文)

缩略语
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 纳米材料
        1.1.1 纳米材料简介
        1.1.2 纳米材料的分类及应用
    1.2 2D碳纳米材料--石墨烯
        1.2.1 石墨烯结构性能概述
        1.2.2 石墨烯的制备
        1.2.3 石墨烯的功能化
        1.2.4 石墨烯基复合纳米材料的应用
    1.3 电化学传感器
        1.3.1 电化学生物传感器
        1.3.2 电化学适配体传感器的构建方法
    1.4 疾病标记物的分析检测
        1.4.1 肿瘤标记物的概述
        1.4.2 肿瘤标记物的分类
        1.4.3 肿瘤标记物的检测方法
        1.4.4 疾病标记物的检测进展
    1.5 立题背景
    1.6 主要研究内容
    1.7 创新点
第二章 基于TCPP功能化的石墨烯金纳米颗粒复合材料构建的电化学适配体传感器检测肌红蛋白
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂与仪器
        2.2.2 TCPP-Gr/AuNPs的制备
        2.2.3 传感界面的构建
        2.2.4 电化学检测Mb
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 传感器的工作机制
        2.3.2 TCPP-Gr/AuNPs的表征
        2.3.3 适配体传感界面的表征
        2.3.4 实验条件的优化
        2.3.5 适配体传感器对Mb的分析检测
        2.3.6 Mb适配体传感器的重现性、稳定性和选择性研究
        2.3.7 实际样品分析
    2.4 小结
第三章 基于血红素功能化石墨烯钯纳米复合材料的电化学适配体传感器检测前列腺特异性抗原
    3.1 引言
    3.2 材料和方法
        3.2.1 材料和仪器
        3.2.2 H-Gr和H-Gr/Pd NPs的制备
        3.2.3 PSA适配体传感器的构建
        3.2.4 PSA电化学检测
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 PSA电化学适配体传感机理
        3.3.2 H-Gr/Pd NPs的表征
        3.3.3 PSA电化学适配体的逐步表征
        3.3.4 实验条件的优化
        3.3.5 PSAa-SA-DNA-Biotin/H-Gr/Pd NPs/GCE对 PSA的分析检测
        3.3.6 PSAa-SA-DNA-Biotin/H-Gr/Pd NPs/GCE重现性、稳定性、特异性的研究
        3.3.7 实际样品检测
    3.4 小结
第四章 基于血红素/石墨烯@PdPtNPs新型双信号免标记的电化学适体传感器对粘蛋白1 的灵敏检测
    4.1 引言
    4.2 材料和方法
        4.2.1 实验试剂与设备
        4.2.2 H-Gr@PdPtNPs的制备
        4.2.3 MUC1 传感器的构建
        4.2.4 MUC1 电化学分析
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 MUC1 传感器设计策略
        4.3.2 H-Gr@PdPtNPs的表征
        4.3.3 H-Gr@PdPtNPs/GCE的电化学逐步表征
        4.3.4 实验条件的优化
        4.3.5 dsDNA/H-Gr@PdPtNPs/GCE对 MUC1 的双信号检测
        4.3.6 dsDNA/H-Gr@PdPtNPs/GCE对 MUC1 检测的重现性、稳定性、选择性研究
        4.3.7 dsDNA/H-Gr@PdPtNPs/GCE的实际样品分析
    4.4 小结
第五章 基于H-Gr/β-CD@Pd Pt NFs和 Exo I三重放大策略的比率型电化学传感器准确检测CA125
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 试剂与仪器
        5.2.2 石墨烯基材料的合成
        5.2.3 传感器的构建
        5.2.4 ExoI辅助循环对CA125 的电化学测定
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 CA125 比率型传感器的设计策略
        5.3.2 H-Gr/SH-β-CD@PdPtNFs的表征
        5.3.3 适配体传感器扩增策略的对比
        5.3.4 实验参数的优化
        5.3.5 比率型传感器对CA125 的分析测定
        5.3.6 CA125 传感器的稳定性、重复性和选择性
        5.3.7 CA125 传感器在加标血清样品中的实际应用
    5.4 小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
个人简况及联系方式

(5)基于数字图像相关法合金Portevin-Le Chatelier效应的实验研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 Luders效应研究现状概述
    1.3 Portevin-Le Chatelier(PLC)效应的研究现状
        1.3.1 Portevin-Le Chatelier(PLC)效应概述及宏观表现
        1.3.2 PLC效应微观作用机制
        1.3.3 PLC效应实验测量方法
        1.3.4 PLC效应数值模拟研究
    1.4 PLC效应的影响因素及存在问题
        1.4.1 溶质原子和析出相的影响及存在问题
        1.4.2 加工和处理工艺的影响及存在问题
        1.4.3 试验机刚度的影响及存在问题
    1.5 本文主要研究内容
第2章 局域化变形行为的2D-DIC与3D-DIC对比研究
    2.1 引言
    2.2 实验设置
    2.3 实验结果
        2.3.1 局域化变形行为分析
        2.3.2 2D-DIC与3D-DIC测量结果对比
    2.4 分析与讨论
        2.4.1 斜光轴下离面位移引起的应变误差
        2.4.2 斜光轴下面内位移引起的应变误差
    2.5 本章小结
第3章 不同γ'析出相含量镍基高温合金的PLC效应
    3.1 引言
    3.2 实验设置
    3.3 实验结果
        3.3.1 OM和TEM微观观察结果
        3.3.2 应力-应变曲线及锯齿
        3.3.3 与γ’析出相相关的局域化变形行为
        3.3.4 与γ'析出相相关的局部应变率
        3.3.5 与γ'析出相相关的PLC带特殊传播
    3.4 分析与讨论
    3.5 本章小结
第4章 Zn对Al-Mg合金PLC效应影响的实验研究
    4.1 引言
    4.2 实验设置
    4.3 实验结果及讨论分析
        4.3.1 Zn对锯齿特征的影响
        4.3.2 Zn对临界应变的影响
        4.3.3 局域化变形行为的空域分析
        4.3.4 局域化变形行为的时域分析
    4.4 本章小结
第5章 连续电流对铝合金塑性失稳现象的影响
    5.1 引言
    5.2 实验设置
        5.2.1 实验材料
        5.2.2 实验装置
        5.2.3 实验参数设置
    5.3 连续电流对PLC效应的影响
        5.3.1 电流对锯齿特征的影响
        5.3.2 电流对临界应变的影响
        5.3.3 电流作用下PLC带的空间特征
    5.4 连续电流对Luders效应的影响
        5.4.1 Luders带与PLC带对比
        5.4.2 电流对Luders锯齿的影响
    5.5 分析与讨论
        5.5.1 电子风
        5.5.2 有效时效时间和位错等待时间
        5.5.3 电流对PLC效应的影响机制
    5.6 本章小结
第6章 试验机刚度对铝合金PLC效应的影响
    6.1 引言
    6.2 实验设置
    6.3 拉伸机刚度的定性分析及夹头导致的应变率差异
    6.4 不同拉伸机刚度下的锯齿幅值与周期
    6.5 拉伸机刚度对PLC带空间特征的影响
    6.6 分析与讨论
        6.6.1 拉伸机刚度与锯齿幅值
        6.6.2 试件厚度与锯齿幅值
        6.6.3 试验机刚度与PLC效应本构
    6.7 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 全文工作总结
    7.2 创新点
    7.3 未来工作展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果

(6)钴铁/铝LDHs改性生物质炭的制备及水中重金属离子检测(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景
    1.2 环境中重金属离子的常见检测技术
        1.2.1 电化学检测法
        1.2.2 电化学分析法在重金属离子检测方面的应用
    1.3 生物质炭的研究及进展
        1.3.1 生物质炭概述
        1.3.2 生物质炭的改性方法及研究现状
    1.4 层状双金属氢氧化物的概述(LDHs)
        1.4.1 LDHs的结构性质
        1.4.2 LDHs的合成方法
        1.4.3 LDHs改性生物质炭材料的合成方法
        1.4.4 LDHs改性生物质炭材料的研究现状
    1.5 本文研究内容
第2章 实验材料和表征方法
    2.1 实验试剂
    2.2 实验装置
    2.3 表征和电化学测试
        2.3.1 X射线衍射分析(XRD)
        2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.3 电子透射显微镜(TEM)
        2.3.4 比表面积测试(BET)
        2.3.5 傅立叶变换红外光谱分析(FT-IR)
        2.3.6 X射线光电子能谱(XPS)
        2.3.7 电化学工作站
第3章 Co Fe-LDHs@BC的制备及对Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)的检测
    3.1 引言
    3.2 Co Fe-LDHs@BC材料的制备与电化学测试
        3.2.1 Co Fe-LDHs@BC材料的制备
        3.2.2 Co Fe-LDHs@BC材料修饰电极的制备
        3.2.3 电化学检测系统
        3.2.4 Co Fe-LDHs@BC材料的性能实验
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 Co Fe-LDHs@BC材料的表征及分析
        3.3.2 Co Fe-LDHs@BC材料的制备机理分析
        3.3.3 对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)检测结果分析
        3.3.4 Co Fe-LDHs@BC材料的重金属检测机理分析
        3.3.5 Co Fe-LDHs@BC材料的稳定性分析
    3.4 本章小结
第4章 CoAl-LDHs@BC的制备及对Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)的检测
    4.1 引言
    4.2 CoAl-LDHs@BC材料的制备与电化学测试
        4.2.1 CoAl-LDHs@BC材料的制备
        4.2.2 电化学检测系统
        4.2.3 CoAl-LDHs@BC材料修饰电极的制备
        4.2.4 CoAl-LDHs@BC材料的性能实验
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 CoAl-LDHs@BC材料的表征及分析
        4.3.2 CoAl-LDHs@BC材料的制备机理
        4.3.3 对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)检测结果分析
        4.3.4 CoAl-LDHs@BC对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)检测机理分析
        4.3.5 CoAl-LDHs@BC材料的稳定性分析
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间获得成果

(7)基于硼/磷元素的纳米器件设计及其电子输运性质(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
本文的创新点
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 低维硼/磷材料纳米结构
    1.3 低维硼/磷纳米电子器件
        1.3.1 硼/磷纳米片及纳米管电子器件
        1.3.2 磷烯电子器件在生物领域的应用
    1.4 调控电子器件性能的结构设计方法
        1.4.1 异类原子掺杂
        1.4.2 边缘钝化修饰
        1.4.3 构建异质结
    1.5 本课题的研究意义及研究内容
        1.5.1 本课题的研究意义
        1.5.2 本课题的研究内容
第2章 研究方法
    2.1 第一性原理介绍
    2.2 绝热近似(Born-Oppenheimer近似)
    2.3 密度泛函理论(DFT)
        2.3.1 Hohenberg-Kohn (H-K)定理
        2.3.2 Kohn-Sham方程
        2.3.3 局域密度近似(LDA)
        2.3.4 广义梯度近似(GGA)
    2.4 非平衡格林函数(NEGF)
        2.4.1 方法概述
        2.4.2 电子输运方面的应用
    2.5 Landauer-Buttiker公式
    2.6 基于DFT和NEGF方法的电子输运性质求解
    2.7 量子输运中的特殊效应
        2.7.1 量子隧穿效应
        2.7.2 负微分电阻效应
        2.7.3 整流特性
第3章 基于硼元素的纳米结构设计及其器件的电子输运性质
    3.1 引言
    3.2 硼纳米管的金属-半导体转变特性
        3.2.1 模型构建
        3.2.2 不同手性硼纳米管的电子结构
        3.2.3 不同手性硼纳米管器件的电子输运性质
        3.2.4 直径对硼纳米管电子性质的影响
    3.3 不同截面形状的砷化硼纳米管的电子输运性质
        3.3.1 模型构建
        3.3.2 不同截面形状的砷化硼纳米管的电子结构
        3.3.3 不同截面形状的砷化硼纳米管的电子输运性质
        3.3.4 封装水分子的砷化硼纳米管的电子输运性质
    3.4 本章小结
第4章 基于磷元素的纳米结构设计及其器件的电子输运性质
    4.1 引言
    4.2 掺杂C/O原子的黑磷纳米管结构设计与输运性质
        4.2.1 模型构建
        4.2.2 掺杂C/O原子对黑磷纳米管电子结构的影响
        4.2.3 掺杂C/O原子对黑磷纳米管电子输运性质的影响
    4.3 磷烯/石墨烯(硅烯/锗烯)双层异质结构的电子输运性质研究
        4.3.1 模型构建
        4.3.2 磷烯/石墨烯(硅烯/锗烯)双层异质结的电子结构
        4.3.3 磷烯/石墨烯(硅烯/锗烯)双层异质结的电子输运性质
    4.4 本章小结
第5章 磷烯纳米器件的电子输运性质及其生物分子探测设计
    5.1 引言
    5.2 磷纳米片的电子输运性质及神经递质分子探测器设计
        5.2.1 模型构建
        5.2.2 黑磷烯-神经递质分子器件的电子输运性质
        5.2.3 P原子替换N原子后ACh的电子输运性质
        5.2.4 基于神经递质分子的器件设计
    5.3 磷纳米片的输运性质用于20种氨基酸的灵敏区分
        5.3.1 模型构建
        5.3.2 利用电子输运性质区分氨基酸分子
        5.3.3 利用二肽的电子输运性质区分氨基酸
        5.3.4 利用电子输运性质对肽进行测序
    5.4 本章小结
第6章 基于磷化硼的纳米结构设计及其器件的电子输运性质
    6.1 引言
    6.2 不同钝化方式下磷化硼纳米片的输运性质以及形变的影响
        6.2.1 模型构建
        6.2.2 磷化硼纳米带的电子结构
        6.2.3 变形对BP纳米带电子输运性质的影响
    6.3 磷化硼/砷化硼异质结构设计及其电子输运性质
        6.3.1 模型构建
        6.3.2 磷化硼/砷化硼纳米片三明治结构的电子结构
        6.3.3 磷化硼/砷化硼纳米片三明治结构的电子输运性质
        6.3.4 磷化硼/砷化硼双壁纳米管的电子输运性质
    6.4 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
附录
    附录(Ⅰ)攻读博士学位期间发表的学术成果
        (1) 以第一作者身份发表的SCI论文
        (2) 发表的其它代表性SCI论文
        (3) 发表的专着
    附录(Ⅱ)参与的科研项目
    附录(Ⅲ)攻读博士学位期间获得的荣誉和奖励
外文文章
学位论文评阅及答辩情况表

(8)20世纪以来我国高中物理教科书电磁学部分的变迁研究(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 国内教科书研究现状
        1.2.2 国外教科书研究现状
    1.3 相关概念的界定
        1.3.1 教科书
        1.3.2 电磁学
    1.4 研究对象及方法
        1.4.1 研究对象
        1.4.2 研究方法
    1.5 研究内容及框架
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 研究框架
第二章 20 世纪以来我国高中物理课程标准(教学大纲)及教科书的变迁历程
    2.1 我国高中物理课程标准(教学大纲)的变迁历程研究
        2.1.1 新中国成立前课程标准(教学大纲)的变迁历程
        2.1.2 新中国成立后课程标准(教学大纲)的变迁历程
    2.2 我国高中物理教科书的演进历程
        2.2.1 新中国成立前高中物理教科书的演进历程
        2.2.2 新中国成立后高中物理教科书的演进历程
    2.3 各时期课程标准(大纲)对教科书电磁学部分的影响分析
        2.3.1 课时安排
        2.3.2 教学目标及教学要求
第三章 20 世纪以来我国高中物理教科书电磁学的宏观变迁研究
    3.1 各时期教科书电磁学部分所在位置的变迁研究
    3.2 各时期教科书电磁学部分课程性质的变迁研究
    3.3 各时期教科书电磁学部分所属教科书的变迁研究
第四章 20 世纪以来我国高中物理教科书电磁学的中观变迁研究
    4.1 各时期教科书电磁学部分内容呈现方式的变迁研究
        4.1.1 篇幅设置的变迁历程分析
        4.1.2 章节安排的变迁历程分析
        4.1.3 栏目设置的变迁历程分析
        4.1.4 插图设计的变迁历程分析
    4.2 各时期教科书电磁学部分内容组织的变迁研究
        4.2.1 正文的变迁历程分析
        4.2.2 实验的变迁历程分析
        4.2.3 题目的变迁历程分析
第五章 20 世纪以来我国高中物理教科书电磁学的微观变迁研究——以“电磁感应现象”为例
    5.1 样本教科书中“电磁感应现象”的内容变迁分析
    5.2 “电磁感应现象”中有关概念的话语变迁分析
第六章 结论与展望
    6.1 20 世纪以来我国高中物理教科书电磁学部分变迁特点
        6.1.1 宏观层面
        6.1.2 中观层面
        6.1.3 微观层面
    6.2 20 世纪以来我国高中物理教科书电磁学部分变迁原因
        6.2.1 外部影响因素
        6.2.2 内部影响因素
    6.3 20 世纪以来我国高中物理教科书电磁学部分变迁的启示
        6.3.1 从教科书编写角度
        6.3.2 从教科书使用角度
    6.4 研究不足及展望
参考文献
附录
致谢
攻读学位期间取得的研究成果

(9)回转窑内物料性质及运动状态引起的窑电流变化实验研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 回转窑发展与运用现状
    1.2 回转窑工作原理
    1.3 回转窑主传动电机电流在监测参数中的优势
    1.4 研究现状与存在问题
    1.5 选题的意义与论文主要内容
        1.5.1 选题的意义
        1.5.2 论文主要内容
第二章 回转窑实验模型与数据采集系统
    2.1 回转窑模型的建立
        2.1.1 回转窑结构与功能
        2.1.2 回转窑模型筒体的材质选择与尺寸设计
        2.1.3 回转窑模型底座与支撑装置的制作
        2.1.4 回转窑模型电机的选择与传动装置的设计
    2.2 数据采集系统的开发
        2.2.1 数据采集系统硬件部分
        2.2.2 数据采集系统软件部分
    2.3 本章小结
第三章 窑电流数据的采集及分析方法
    3.1 实验参数与实验内容
    3.2 实验步骤
    3.3 电流数据采集的实验结果
    3.4 实验结果的傅里叶分析方法
    3.5 本章小结
第四章 回转窑电机电流数据与分析
    4.1 物料质量对回转窑电流的影响
    4.2 回转窑转速对回转窑电流的影响
    4.3 分析与结论
        4.3.1 回转窑内物料运动状态与电流波动
        4.3.2 电流波动幅值计算模型
        4.3.3 电流波动幅值理论计算结果与实际数据分析
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果

(10)基于电流原位检测的燃料电池空冷电堆动态特性研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 电流原位检测方法研究现状
        1.2.2 操作参数对PEMFC的影响研究
        1.2.3 PEMFC动态特性研究现状
        1.2.4 PEMFC动态控制策略研究现状
    1.3 本文主要研究内容与结构安排
第二章 空冷PEMFC电流分布测试系统设计与实现
    2.1 系统概述
    2.2 原位检测系统的设计与实现
        2.2.1 原位检测系统的硬件设计
        2.2.2 原位检测系统的软件设计
        2.2.3 原位检测系统测试流程
    2.3 原位检测系统性能验证
        2.3.1 原位检测系统的有效性分析
        2.3.2 原位检测系统测试结果分析
    2.4 本章小结
第三章 空冷PEMFC运行特性影响因素分析
    3.1 燃料电池工作条件分析
        3.1.1 电堆温度控制策略
        3.1.2 电堆排气控制策略
    3.2 装配压力对空冷PEMFC的影响
        3.2.1 装配压力对输出电压的影响
        3.2.2 装配压力对电流分布的影响
    3.3 氢气进气压力对空冷PEMFC的影响
        3.3.1 氢气进气压力对输出电压的影响
        3.3.2 氢气进气压力对电流分布的影响
    3.4 水分布对电流分布的影响
    3.5 本章小结
第四章 空冷PEMFC变载动态特性分析
    4.1 阶跃加减载测试与分析
        4.1.1 阶跃加载实验与动态特性分析
        4.1.2 阶跃减载实验与动态特性分析
    4.2 线性加减载测试与分析
        4.2.1 线性加载实验与动态特性分析
        4.2.2 线性减载实验与动态特性分析
    4.3 空冷PEMFC变载策略优化建议
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
致谢
参考文献
个人简历及攻读硕士期间的主要研究成果

四、对电流化学效应实验的改进(论文参考文献)

  • [1]基于脉冲电流调控钢液中非金属夹杂物行为及应用[D]. 闫龙格. 北京科技大学, 2021(08)
  • [2]基于损耗剪裁微结构的半导体激光器侧向光束质量控制研究[D]. 宿家鑫. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(01)
  • [3]激光精确定位技术在集成电路失效分析中的研究与应用[D]. 杨涵. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2021(01)
  • [4]石墨烯基电化学适配体传感器的构建及其对疾病标记物的检测[D]. 张国娟. 山西大学, 2021(01)
  • [5]基于数字图像相关法合金Portevin-Le Chatelier效应的实验研究[D]. 刘彦珂. 中国科学技术大学, 2021(09)
  • [6]钴铁/铝LDHs改性生物质炭的制备及水中重金属离子检测[D]. 娄开丽. 黑龙江大学, 2021(09)
  • [7]基于硼/磷元素的纳米器件设计及其电子输运性质[D]. 代新月. 山东大学, 2021(11)
  • [8]20世纪以来我国高中物理教科书电磁学部分的变迁研究[D]. 尹悦. 山东师范大学, 2021(12)
  • [9]回转窑内物料性质及运动状态引起的窑电流变化实验研究[D]. 金光海. 西南科技大学, 2021(08)
  • [10]基于电流原位检测的燃料电池空冷电堆动态特性研究[D]. 陈锦华. 电子科技大学, 2021(01)

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电化学效应实验的改进
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