Alignment Dynamics of Single-Walled Carbon Nanotubes in Pulsed Ultrahigh Magnetic Fields

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第八届国际凝聚态理论与计算材料学会议

第八届国际凝聚态理论与计算材料学会议

大会将请专家对以下领域作专题性的特邀报告:
(1). 凝聚态物理的最新进展:
A. 自旋电子学
B. 纳米材料
C. 固体量子信息和计算
D. 玻色-爱因斯坦凝聚
E. 强关联电子系统
F. 高温超导
G. 量子霍尔效应
H. 磁学
I 表面和界面
J. 半导体物理
K. 低维凝聚态物理
L. 介观物理
M. 软凝聚态物质
N. 生物物理
structure Metallic Phases in Solid Germane (GeH4) under Pressure 锗烷在
压力下的金属相
11:45 -12:15
12:15 -13:00
午餐
张振宇 橡树岭国家实验室
柳百新
清华大学
林海青 香港中文大学 牛谦 美国德克萨斯大学
7 月 16 日
凝聚态理论专题邀请报告 I 主持人:谢心澄 地点:芙蓉厅
14:30 -14:55 14:55 -15:20 15:20 -15:45 15:45 -16:10 16:10 -16:35 16:35 -16:50
7 月 16 日
Manipulating Magnetization States of Nanostructures Two-spin decoherence in semiconductor quantum dots
稀磁半导体(Al,Cr)N 中的氮空位与高温铁磁性的第一原理研究
蒋青 刘邦贵
吉林大学 中科院物理所
15:20 -15:45 15:45 -16:10 16:10 -16:35
Theoretical and experimental studies of semiconductor dilute nitrides and devices

用密度函数理论和杜比宁方程研究活性炭纤维多段充填机理

用密度函数理论和杜比宁方程研究活性炭纤维多段充填机理

密度函数理论和杜比宁方程可以用来研究活性炭纤维在多段充填过程中的吸附行为。

密度函数理论是一种分子统计力学理论,它建立在分子统计学和热力学的基础上,用来研究一种系统中分子的分布。

杜比宁方程是一种描述分子吸附行为的方程,它可以用来计算吸附层的厚度、吸附速率和吸附能量等参数。

在研究活性炭纤维多段充填过程中,可以使用密度函数理论和杜比宁方程来研究纤维表面的分子结构和吸附行为。

通过分析密度函数和杜比宁方程的解,可以得出纤维表面的分子结构以及纤维吸附的分子的种类、数量和能量。

这些信息有助于更好地理解活性炭纤维的多段充填机理。

在研究活性炭纤维的多段充填机理时,还可以使用其他理论和方法来帮助我们更好地了解这一过程。

例如,可以使用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等技术来观察纤维表面的形貌和结构。

可以使用X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等技术来确定纤维表面的化学成分和结构。

还可以使用氮气吸附(BET)和旋转氧吸附(BJH)等技术来测量纤维表面的比表面积和孔结构。

通过综合运用密度函数理论、杜比宁方程和其他理论和方法,可以更全面地了解活性炭纤维的多段充填机理,从而更好地控制和优化多段充填的过程。

在研究活性炭纤维多段充填机理时,还可以使用温度敏感性测试方法来研究充填过程中纤维表面的动力学性质。

例如,可以使用动态氧吸附(DAC)或旋转杆氧吸附(ROTA)等技术来测量温度对纤维表面吸附性能的影响。

通过对比不同温度下纤维表面的吸附性能,可以更好地了解充填过程中纤维表面的动力学性质。

此外,还可以使用分子动力学模拟方法来研究纤维表面的吸附行为。

例如,可以使用拉曼光谱或红外光谱等技术来测量纤维表面的分子吸附构型。

然后,使用分子动力学模拟方法来模拟不同分子吸附构型下的纤维表面的动力学性质,帮助我们更好地了解活性炭纤维的多段充填机理。

局域共振声子晶体板的减振降噪研究

局域共振声子晶体板的减振降噪研究

局域共振声子晶体板的减振降噪研究郭旭1,2,崔洪宇1,洪明1(1.大连理工大学船舶工程学院,辽宁大连116024;2.东风日产乘用车公司技术中心,广州510800)摘要:针对船舶设备及结构的振动噪声控制问题,提出一种附加圆柱型振子的声子晶体板结构。

基于周期结构的Bloch 定理,采用有限元方法对声子晶体板的带隙特性进行计算,并通过振动传递率和隔声损失来描述声子晶体板的隔振及隔声效果,在此基础上分析了散射体几何参数及布置形式对隔振及隔声效果的影响。

研究表明,声子晶体板在特定频率范围内具有很好的隔振及隔声效果,通过合理设计散射体几何参数及布置形式,可以实现结构的低频宽带隔振及宽带隔声,在船舶振动噪声领域中具有很好的应用前景。

关键词:声子晶体;带隙特性;船舶结构;减振降噪中图分类号:O48O734文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1007-7294.2021.04.014Research on vibration and noise reduction of local resonant phononic crystal plateGUO Xu 1,2,CUI Hong-yu 1,HONG Ming 1(1.School of Naval Architecture Engineering,Dalian University of Technology,Dalian 116024,China;2.Technical Center,Dong Feng Nissan,Guangzhou 510800,China)Abstract:To suppress the propagation of vibration and noise in the ship equipment and structure,a phonon⁃ic crystal plate structure was designed with additional cylindrical vibrators.Based on the Bloch theorem of pe⁃riodic structure,the band gap of the phononic crystal plate was obtained with finite element method,the ef⁃fects of vibration isolation and sound insulation were described by vibration transmission rate and sound insu⁃lation loss.Moreover,the effects of the geometric parameters and arrangement of the scatterers on the vibra⁃tion isolation and sound insulation effects were analyzed.It is shown that the phononic crystal plate has a good vibration isolation and sound insulation effect in a specific frequency range.By rationally designing the scatterer geometric parameters and arrangement form,the low-frequency broadband vibration isolation and broadband sound insulation of the structure can be realized,which supplies more application opportunities in the vibration and noise reduction.Key words:phononic crystal;band gap characteristic;ship structure;vibration and noise reduction.0引言随着船舶向轻量化、快速化及重载化方向发展,船舶的振动噪声问题日益突出。

东华大学材料学院面试英语翻译

东华大学材料学院面试英语翻译

rger diameter (50-10nm) vapor grown carbon nanofibers can be well dispersed in polypropylene melt, while singe wall carbon nanotubes(swnt) were not as well dispersed, techniques such as end-group functionalization, use of ionic surfactants, shear mixing and plasma coating have been used to improve dispersion and exfoliation of carbon nanotubes in polypropylene compatibility with fillers has been improved by matrix modification by grafting it with reactive moieties,such as acrylic acid,acrylic esters,and maleic anhydride.2.A new copolyamide,nylon 6 11,was prepared by hydrolytic polymerization and melt polycondensation and characterized by means of intrinsic viscosity,fourier transform infraed(ftir) spectroscopy and differemtial scanning calorimetry(DSC)in this paper.it was found that the intrinsic viscosity of nylon 6 11 copolymerization time under vacuum. however,the incorporation of caprolactam into nylon 11 chains did not transform the crystal phase of nylon 11.3.Solutions of poly(ethylene-co-vinyl alcohol) or evoh,ranging in composition from 56 to71 wt% vinyl alcohol,can be readily electrospun at room temperature from solutions in 70% 2-propanol/water. The solutions are prepared at 80? And allowed to cool to room temperature. Interestingly, the solutions are not stable at room temperature and eventually the polymer precipitates after several hours. However,prior to precipitation,electrospinning is extensive and rapid,allowing coverage of fibers on various substrates. Fiber diameters of ca. 0.2-0.8um were obtained depending upon the solution concentration.4.The use of macromonomers is a convenient method for preparing branched polymers. However,graft copolymers obtained by conventional radical copolymerization of macromonomers often exhibit poorly controlled molecular weights and high polydispersities as well as large compositional heterogeneities from chain-to-chain. In contrast,the development of “living”/contolled radical polymerization has facilitated the precise synthesis of well-defined polymers with low polydispersities in addition to enabling synthetic chemists to prepare polymers with novel and complex architectures.5.The thermal and electrical conductivities in nanocomposites of single walled carbon nanotubes(swnt) and polyethylene(pe)are investigated in terms of swnt loading, the degree of PE crystallinity,and the pe alignment. Isotropic swnt/PE nanocomposites show a significant increase in thermal conductivity with increasing swnt loading,having 1.8 and 3.5 w/mk at a swnt volume fraction of ?~0.2 in low-density pe(ldpe)and high-density PE(hdpe),respectively.this increase suggests a reduction of the interfacial thermal resistance. Oriented swnt/hdpe nanocomposites exhibit higher thermal conductivities, which are attributed primarily to the aligned pe matrix.6.We previously discovered that isotropic monomer solution shows birefringence due to its anisotropic structure after gelation in the presence of a small amount of rod-like polyelectrolyte. Here, we focus on what mechanism is responsible for the formation of anisotropic structure during gelation. Various optical measurements are performed to elucidate the structure change during gelation. It is found that the existence of a large-size structure in monomer solution with the rod-like polyelectrolyte is essentially important to induce birefringence during gelation.7.This work examines the pbt/pet sheath/core conjugated fiber, with reference to melt spinning,fiber properties and thermal bonding. Regarding the rheological behaviors in the conjugated spinning, pet and pbt show the smallest difference between their melt-viscosity at temperatures of 290 and 260 respectively,which has been thought to represent optimal spinning conditions. The effect of processing parameters on the crystallinity of core material-pet was observed and listed. In order of importance,these factors are the draw ratio,the heat-set temperature,and the drawing temperature.8.Thermoresponsive shape memory fibers were prepared by melt spinning from a polyester polyol-based polyurethane shape memory polymer and were subjected to different postspinning operations to modify their structure. The effect of drawing and heatsetting operations on the shape memory behavior,mechanical properties,and structure of the fibers was studies. In contrast to the as-spun fibers, which were found to show low stress built up on straining to temporary shape and incomplete recovery to the permanent shape,the drawn and heat-set fibers showed signficantly higher stresses and complete recovery.9.The dry-jet-wet spinning process was employed to spin poly(lactic acid)fiber by the phase inversion technique using chloroform and methanol as solvent and nonsolvent, respectively, for pla. The as-spun fiber was subjected to two-stage hot drawing to study the effect of various process paraments, such as take-up speed,drawing temperature, and heat-setting temperature on the fiber strucural properties. The take-up speed had a pronounced influence on the maximun draw ratio of the fiber. The optimum drawing temperature was observed to be 90 to get a fiber with the tenacity of 0.6Gpa for the draw ratio of 8.10.The electrostatic spinning technique was used to produce ultrafine polyamide-6 fibers. The effect of solution conditions on the morphological appearance and the average diameter of as-spun fibers were investigated by optical scanning and scanning electron microscopy techniques. It was shown that the solution properties(i.e.viscosity,surface tension and conductivity) were important factorscharacterizing the morphology of the fibers obtained. Among these three properties,solution viscosity was found to have the greatest effect. Solutions with high enough viscosities were necessary to produce fibers without beads.11.Ternary blend fibers(TBFs) , based on melt blend of poly(ethylene 2,6-naphthalate),poly(ethylene terephthalate), and a thermotropic liquid-crystal polymer(TLCP),were prepared by a process of melt blending and spinning to achieve high performance fibers. The reinforcement effect of the polymer matrix by the TLCP component,the fibrillar structure with TLCP fibrils of high aspect ratios,and the development of more ordered and perfect crystalline structures by an annealing process resulted in the improvement of tensile strength and modulus for the TBFs.12.Polymers carrying a hydrolyzable ester function and bactericidal quaternary ammonium salts were successfully synthesized in two steps. The first one was the modification of hydroxyl functions of poly(vinyl alcohol)by chloroacetic anhydride. The structure of synthesized polymers was confirmed by infrared, and nuclear magnetic resonance. The kinetic results were consistent with a 1-order reaction,and the activation energy in the case of total modification was found to be 16.8kJ/mol. The second step was was the quaternization of the pendant chlorine atom with a long alkyl chain or aromatic tertiary amines.13.Blending homopolymers with block copolymers has been proved to be another interesting approach to modify the morphology of the block copolymer self-assembly. By blending homopolymer of identical chemical structure with one block in the copolymer,the dimension of the domains in the final phase separation has been adjusted,by changjing either the volume fraction or the molecular weight of the homopolymer. At low volume fraction of the block copolymers,the structure formation is analogous to micelle formation of surfactant molecules in solutions,and the interfacial tension between the copolymer and the homopolymer is a critical factor.14.Differential scanning calorimetry and dynamic mechanical thermal analysis techniques have used to characterize different Kevlar/epoxy composites. Tetra-functional aliphatic amine and anhydride/diglycidyl epoxy have been used as matrix,and different quantities of continuous Kevlar fibers as reinforcement. Kevlar fibers had different effects on curing kinetics and final thermal properties depending on epoxy matrix type. A signficant decrease in the glass transition temperature(Tg)was observed as Kevlar content increased when anhydride matrix was used.15.Graft copolymerization is an efficient method to modify polymers. Various vinyl monomers have been investigated to graft onto starch,and the starch graft copolymers have been used as flocculating agents,superabsorbents,ion exchanges and matrix or filler of thermoplastics. In this paper,modified starch paste by grafting with butylacrylate(BA)is firstly investigated as rubber reinforcing fillers. Three types of natural rubber(NR)/starch composites are prepared. Properties and morphology of these composites and corresponding starch powders are examined. The observed reinforcement effect of modified starch powder on NR/starch composites is interpreted.16.To prevent the loss of fiber strength , ultrahigh-molecular-weight polyethylene(UHMWPE)fibers were treated with an ultraviolet radiation technique combined with a corona-discharge treatment. The physical and chemical changes in the fiber surface were examined with scanning electron microscopy and Fourier transform infrared/attenuated total reflectance. The gel contents of the fibers were measured by a standard device. The mechanical properties of the treated fibers and the interfacial adhesion properties of UHMWPE-fiber-reinforced vinyl ester resin composites were investigated with tensile testing.17.Bicomponent fibers were wet-spun from soybean protein and poly(vinyl alcohol). The protein core of the spun bicomponent fiber was brittle. Our effort was then to study the soybean protein solution,with the aim of trying to understand the cause for fiber brittleness and to determine the optimun solution conditions for fiber spinning. The effects of alkali, urea,and sodium sulfite on the viscosity of the soybean protein solution was examined at various Ph values at two temperatures.18.Chemical vapor deposition(CVD)is the most promising synthesis route for economically producing large quantities of carbon nanotubes. We have developed a low-cost CVD process for the continuous production of aligned multiwall carbon nanotubes (MWNTs). Here we report the effects of reactor temperature,reaction time ,and carbon partial pressure on the yield, purity,and size of the MWNTs produced. A simple method for purifying and healing strutural defects in the nanotubes is described.19.We previously reported that an aqueous slurry of MoO3 can be used to directly deposit the compound onto supports such as activated carbon,alumina,boehmite and titania. The impregnation method is referred to as slurry impregnation or solvent-assisted spreading. The solubility of MoO3 in water is low but sufficient forits gradual dissolution and adsorption onto the support surface. The aim of the present work was to use the solvent assisted spreading method to prepare MoO3 catalysts supported on zirconia. Commercially available ZrO2 pellets with a specific surface area 108 m2 g-l and an industrial sample of high surface area hydrous zirconia were selected for this purpose.20.Three-dimensional silica fiber reinforced silicon nitride-based composites were fabricated through polyhydridomethylsilazane pyrolysis at 500-600 in flowing anhydrous ammonia atmosphere. The characteristics of the precursor-derived product,the mechanical properties and microstructures of the composites were investigated by FT-IR, elemental analysis, XRD,flexural strength and SEM. The composites were amorphous, showing a high flexural strength of 114.5 MPa and a non-brittle failure behavior.21.The crystallization behavior of fluorphlogopite,a glass-ceramic located in MgO-SiO2-Al2O3-K2O-F system was studied by varying the B2O3 content in the glass composition. DTA analysis revealed that the frist peak crystallization temperatures(Tc1)and glass transition temprature increased with increasing the particle size of each composition. DTA and XRD results indicated that the phlogopite crystallites probably transform monoclinic to trigonal(3t)polytype at a temperature in the range of 950-1000.22.We report the deformation behavior of the Ni-based bulk metallic glass (BMG)by spark plasma sintering of amorphous powders,which have been prepared by a gas atomization. By spark plasma sintering of amorphous powders in the supercooled liquid region, a fully Ni-based BMG was successfully synthesized. Full densification was achieved by viscous flow of the amorphous powders in the supercooled liquid region during consolidation process. The strengh of about 2.4GPa was obtained in the consolidated BMG,which is comparable to that of the as-cast BMG(2.6GPa).23.An increase in porosity content caused degradation in thermal-fatigue life and other mechanical properties. The fractographic examinations identified the pores and some intermetallics as the key microstructural features which promote damage and thermal-fatigue crack initiation sites in the specimens. Crack initiation and propagation is expected to occur sooner in regions of higher defects such as pores and large intermetallics. Progressive cyclic plastic deformation was also observed in constrained thermal-fatigue specimens.。

清华大学发现Cav通道与其辅助亚基复合物的详细结构

清华大学发现Cav通道与其辅助亚基复合物的详细结构

清华大学发现Cav通道与其辅助亚基复合物的详细结构来自清华大学的研究人员报道称,她们分离出了来自兔骨骼肌的Cav1.1复合物,并采用单颗粒冷冻电镜技术借助直接电子检测和先进的图像处理确定了它的结构,获得这一伪四聚体真核生物Cav通道与其辅助亚基的复合物的详细结构,为认识相关通道的功能和疾病机制提供了重要的框架。

电压门控Ca2+(Cav)通道可响应膜电位改变而激活,启动Ca2+介导的细胞信号级联反应。

L型高电压激活Cav通道Cav1.1专门负责兴奋收缩(E-C)偶联,响应膜电位变化导致骨骼肌收缩。

动作电位诱导Cav1.1发生构象改变可激活1型兰尼碱受体(RyR1),使得肌浆网释放出Ca2+,随后触发肌肉收缩。

Cav1.1复合体由成孔亚基α1和辅助亚基α2δ、β及γ构成,辅助亚基调控了Cav通道的膜运输、电流动态和门控特性。

由于与低钾性周期性麻痹、心律失常和癫痫发作有关联,Cav通道代表了重要的药物靶点。

巴喷丁类(gabapentinoid)药物可直接靶向α2δ-1亚基来治疗癫痫及神经性疼痛等疾病。

相比同源四聚体Kv通道,真核生物Cav和Nav通道的α1亚基是由一条单多肽链构成,形成四个重复结构域(Ⅰ-Ⅳ),每个结构域含6个跨膜螺旋(S1-S6)。

然而由于Cav和Nav通道尺寸较大、伪对称性和高度糖基化阻碍了利用X-射线晶体学来阐明结构。

在这篇文章中研究人员报告称利用融合谷胱甘肽S-转移酶(GST)的β1a 从兔骨骼肌膜上纯化出了内源性Cav1.1复合物,β1a是Cav1.1独有的一个辅助亚基。

采用单颗粒冷冻电镜(cryo-EM)确定了它的结构,分辨率达到4.2埃(?)。

通过同源建模、刚体对接和从头建模生成了结构模型。

她们通过分析孔道结构域特征性的胞外环、独特的序列模式,及质谱分析交联样本,鉴别出了α1亚基4个同源重复结构域。

新研究揭示出了伪四聚体真核生物Cav通道与其辅助亚基的复合物的详细结构。

尽管要在分子水平上了解离子选择性和电压门控还需要进一步提高分辨率,当前的结构分析为了解相关Cav和Nav通道的功能和疾病机制提供了重要的框架。

变时滞反馈控制的混合中立型随机延迟微分方程的指数稳定性

变时滞反馈控制的混合中立型随机延迟微分方程的指数稳定性

第50卷第6期2023年北京化工大学学报(自然科学版)Journal of Beijing University of Chemical Technology (Natural Science)Vol.50,No.62023引用格式:刘琪,兰光强.变时滞反馈控制的混合中立型随机延迟微分方程的指数稳定性[J].北京化工大学学报(自然科学版),2023,50(6):105-111.LIU Qi,LAN GuangQiang.Exponential stability of hybrid neutral stochastic differential delay equations with time⁃depend⁃ent delay feedback control[J].Journal of Beijing University of Chemical Technology (Natural Science),2023,50(6):105-111.变时滞反馈控制的混合中立型随机延迟微分方程的指数稳定性刘 琪 兰光强*(北京化工大学数理学院,北京 100029)摘 要:研究了变时滞反馈控制的混合中立型随机延迟微分方程(HNSDDEs)的指数稳定性㊂采用函数方法设置合适的变时滞反馈控制函数,得到了该系统的指数稳定性㊂对比已有的研究成果,本文的主要贡献是在变时滞反馈控制下对HNSDDEs 的指数稳定性作了进一步研究㊂最后,给出一个例子证明了结论的有效性㊂关键词:变时滞;混合中立型随机延迟微分方程(HNSDDEs);反馈控制;指数稳定性中图分类号:O211.6 DOI :10.13543/j.bhxbzr.2023.06.013收稿日期:2022-09-05基金项目:北京市自然科学基金(1192013)第一作者:女,1998年生,硕士生*通信联系人E⁃mail:langq@引 言带有变时滞反馈控制的混合中立型随机延迟微分方程(HNSDDEs)常被用于系统未来的建模,目前已经被广泛应用于种群生态㊁神经网络以及激光器动力学等领域㊂对于随机系统突然性的结构变化,常采用连续时间马氏链来描述,带有马氏链的随机延迟微分方程即为混合随机延迟微分方程㊂文献[1]具体研究了混合随机延迟微分方程,文献[2-4]则进一步考虑了其稳定性及有界性,文献[5-7]又扩展到了带中立项的混合随机延迟微分方程的稳定性研究㊂然而并非所有系统都是稳定的,因此设计一个合适的反馈控制使不稳定的系统变得稳定很有意义㊂相应地,文献[8-11]研究了系统稳定化问题㊂其中文献[8]研究了常时滞反馈控制的高阶非线性混合随机时滞微分方程的指数稳定性,文献[9]是在文献[10]的基础上进一步研究了变时滞反馈控制的HNSDDEs 的L p 渐进稳定性和H ∞稳定性㊂本文采用Lyapunov 函数方法,进一步研究了变时滞反馈控制下的HNSDDEs 的指数稳定性㊂文献[8]研究了常时滞反馈控制下的混合随机微分延迟方程的指数稳定性,其所涉及的时滞均为常量,本文进一步将常时滞推广到了函数时滞,并且将受控方程推广到了带有中立项的混合随机延迟微分方程,其难点在于找到时滞δ(t )的上界和利用引理2处理中立项㊂文献[9]研究了变时滞反馈控制的具有时变延迟的高度非线性HNSDDEs 的L p 渐近稳定性和H ∞稳定性,但缺少指数稳定性,本文则是通过进一步找到更合适的反馈函数确定了方程的收敛速度,即指数稳定性㊂1 基本假设与模型描述设(Ω,F ,{F t }t ≥0,P )是一个带有σ流(满足通常条件)的完备概率空间,{B (t )}t ≥0是定义在其上的m 维布朗运动,{r (t )}t ≥0是右连马氏链且独立于{B (t )}t ≥0,S ={1,2, ,N }是其状态空间,Γ=(γij )N ×N 是其生成算子㊂考虑变时滞反馈控制HNSDDEd ^x(t )=f (x (t ),x (t -τ(t )),t ,r (t ))d t +g (x (t ),x (t -τ(t )),t ,r (t ))d B (t ),t ≥0(1)其中^x(t )=x (t )-N (x (t -τ(t )),t ,r (t )),且初值满足{x(θ):-τ≤θ≤0}=φ∈C([-τ,0];n)r(0)=r0∈S(2)其中f,g,N均为Borel可测函数,并且满足f:n×n×+×S→ng:n×n×+×S→n×mN:n×+×S→n加上反馈控制函数u之后系统变为d^x(t)=[f(x(t),x(t-τ(t)),t,r(t))+u(x(t-δ(t)),t,r(t))]d t+g(x(t),x(t-τ(t)),t,r(t))㊃d B(t),t≥0(3)其中0≤δ(t)≤δ≤τ,0≤τ(t)≤τ㊂假设f(0,0,t,i)=N(0,t,i)≡0,g(0,0,t,i)≡0V(x,t,i)∈C2,1(n×+×S;+)为方便起见,简记^x=x-N(y,t,i)㊂对V(x,t,i)∈C2,1(n×+×S;+)定义如下算子LL V(x,y,t,i)=V t(^x,t,i)+V T x(^x,t,i)f(x,y,t, i)+12trace[g T(x,y,t,i)V xx(^x,t,i)g(x,y,t,i)]+∑j∈sγij V(^x,t,j)(4)为得到本文主要结论,提出以下假设㊂假设1 对任意l>0,存在K l>0,使得对任意i∈S,t∈+,且|x|∨|x|∨|y|∨|y|≤l,满足|f(x,y,t,i)-f(x,y,t,i)|∨|g(x,y,t,i)-g(x,y,t,i)|≤Kl(|x-x|+|y-y|)(5)假设2 存在K>0,m1>1,m2≥1,使得对∀x, y∈n,i∈S,t∈+,有|f(x,y,t,i)|≤K(|x|m1+|y|m1+1)|g(x,y,t,i)|≤K(|x|m2+|y|m2+1)(6)假设3 系统(3)中的时滞函数τ:+→[0,τ]满足τ′(t)=dτ(t)d t≤τ<1,t≥0(7)系统(3)反馈控制函数中的δ:+→[0,δ]满足δ′(t)=dδ(t)d t≤δ<1,t≥0(8)假设4 存在κ∈(0,1)使得对∀x,y∈n,i∈S,t∈+,有|N(x,t,i)-N(y,t,i)|≤κ(1-τ)|x-y|(9)并且N(0,t,i)≡0㊂假设5 存在常数c1,c2,c3,c4>0,c2>c3+c4和函数V∈C2,1(n×+×S;+),U1,U2∈C(×[-τ,+∞];+),使得对∀x,y∈n,i∈S,t∈+,有U1(x,t)≤V(x,t,i)≤U2(x,t)L V(x,y,t,i)+V x(x-N(y),t,i)u(z,t,i)≤c1-c2U2(x,t)+c3(1-τ)U2(y,t-τ(t))+c4(1-δ)U2(z,t-δ(t))(10)由文献[7]可得如下引理㊂引理1 设假设1~4成立,且假设5对于U1(x,t)=|x|w成立,那么系统(3)有唯一的全局解,并且满足sup-τ≤t<∞E|x(t)|w<∞,w≥2(m1∨m2)由文献[5]中引理2.2以及式(9)可得引理2 若p≥1,则[1-κ(1-τ)]p-1[|x|p-κ(1-τ)|y|p]≤|x-N(y,t,i)|p≤[1+κ(1-τ)]p-1[|x|p+κ(1-τ)|y|p](11) 2 主要结论与证明定义片段过程x(t)={x(t+s):-2τ≤s≤0,0≤t≤2τ}同理定义r(t),且令r(s)=r(0),s∈[-2τ,0)x(s)=φ(-τ),s∈[-2τ,-τ{)令U∈C2,1(n×+×S;+)且满足lim|x|→∞inf(t,i)∈+×SU(x,t,i[])=∞对于t∈+,定义V(x(t),t,r(t))=U(^x(t),t,r(t))+ρ∫0-δ∫t t+s J(v)㊃d v d s(12)其中ρ>0,且J(t):=δ|u(x(t-δ(t)),t,r(t))+f(x(t),x(t-τ(t)),t,r(t))|2+|g(x(t),x(t-τ(t)),t,r(t))|2对于x,y∈n,i∈S,s∈[-2τ,0),设f(x,y,s,i)≡f(x,y,0,i)g(x,y,s,i)≡g(x,y,0,i)u(z,s,i)≡u(z,0,i)由伊藤公式可得d U(^x(t),t,r(t))=[U t(^x(t),t,r(t))+ U T x(^x(t),t,r(t))(f(x(t),x(t-τ(t)),t,r(t))+ u(x(t-δ(t)),t,r(t)))+∑j∈Sγj,r(t)U(^x(t),t,j)+ 12trace[g T(x(t),x(t-τ(t)),t,r(t))U xx(^x(t),t,㊃601㊃北京化工大学学报(自然科学版) 2023年r(t))g(x(t),x(t-τ(t)),t,r(t))]d t+d B(t)(13)其中,B(t)是局部鞅,并且B(0)=0㊂整理式(13)得d U(^x(t),t,r(t))=l U(x(t),x(t-τ(t)),t, r(t))d t+U T x(^x(t),t,r(t))[u(x(t-δ(t)),t, r(t))-u(x(t),t,r(t))]d t+d B(t)其中,l U(x(t),x(t-τ(t)),t,r(t))=Ut(^x(t),t, r(t))+U T x(^x(t),t,r(t))[f(x(t),x(t-τ(t)),t, r(t))+u(x(t),t,r(t))]+∑j∈Sγj,r(t)U(^x(t),t,j)+ 12trace[g T(x(t),x(t-τ(t)),t,r(t))U xx(^x(t),t, r(t))g(x(t),x(t-τ(t)),t,r(t))]进而易得以下结论㊂引理3 V(x(t),t,r(t)),t≥0是伊藤过程,且有d V(x(t),t,r(t))=d B(t)+L V(x(t),t,r(t))㊃d t其中,L V(x(t),t,r(t))=l U(x(t),x(t-τ(t)),t, r(t))+ρδJ(t)-ρ∫t t-δJ(v)d v+U T x(^x(t),t,r(t))㊃[u(x(t-δ(t)),t,r(t))-u(x(t),t,r(t))](14)假设6 对于函数u:n×S×+→n,存在实数a i,a i,正数d i,d i和非负数b i,b i,e i,e i(i∈S),对于任意q1>1,p>2有x T[f(x,y,t,i)+u(x,t,i)]+12|g(x,y,t,i)|2≤a i|x|2+b i|y|2-d i|x|p+e i|y|px T[f(x,y,t,i)+u(x,t,i)]+q12|g(x,y,t,i)|2≤a i|x|2+b i|y|2-d i|x|p+e i|y|p且A1:=-2diag(a1,a2, ,a N)-ΓA2:=-(q1+1)diag(a1,a2, ,a N)-Γ是非奇异M矩阵(具体定义可参考文献[1]中的2.6部分),并有1>γ1,γ2>γ3,1>γ4,γ5>γ6(θ1,θ2, ,θN)T=A-11(1, ,1)T(θ1,θ2, ,θN)T=A-12(1, ,1)Tγ1=max i∈S2θi b i,γ2=min i∈S2θi d iγ3=max i∈S2θi e i,γ4=max i∈S(q1+1)θi b iγ5=min i∈S(q1+1)θi d i,γ6=max i∈S(q1+1)θi e i其中θi和θi是正数㊂需要注意的是,关于控制函数u的选取,考虑如下特殊情况x T f(x,y,t,i)+q-12|g(x,y,t,i)|2≤a(|x|2+ |y|2)-b|x|p+c|y|p其中a>0,b>c>0㊂由于|x|2,|y|2的系数均为正数,因此只能得到原方程的矩有界性,而得不到稳定性㊂此时可选取u(x,t,i)=Ax,其中矩阵A为实对称正定矩阵,且满足λmax(A)<-2a,从而x T[f(x,y,t,i)+u(x,t,i)]+q-12㊃|g(x,y,t,i)|2≤(λmax(A)+a)|x|2+a|y|2-b|x|p+c|y|p故加上控制项之后的系统指数稳定㊂假设7 存在U∈C2,1(n×+×S;+),H∈C(n;+),及常数0<α<1,0<β<λ,0<λ1,λ2,λ3,ρ1,ρ2,使得对任意的x,y∈n,i∈S,t∈+有l U(x,y,t,i)+λ1|U x(^x,t,i)|2+λ2㊃|f(x,y,t,i)|2+λ3|g(x,y,t,i)|2≤-λ|x|2+(1-τ)β|y|2-H(x)+(1-τ)αH(y)(15)其中,ρ1|x|p+q1-1≤H(x)≤ρ2(1+|x|p+q1-1)㊂假设8 存在λ4>0满足|u(x,t,i)-u(y,t,i)|≤λ4|x-y|(16)并且有u(0,t,i)=0㊂故有∀x∈n,u(x,t,i)≤λ4㊃|x|㊂定理1 令q∈[2,w),w≥2(m1∨m2)㊂若假设1~8成立,且常数满足κ(1-τ)<12δ≤λ1λ2(1-κ)(1-κ(1-τ))λ4∧2λ1λ3(1-κ)(1-κ(1-τ))λ24∧(λ-β)(1-δ)λ1(1-κ)(1-κ(1-τ))λ24则对任意初值,存在ε>0使得系统(3)的解满足lim t→∞sup1t ln(E|x(t)|q)≤-εw-q w-2(17)其中ε=ε1∧ε2∧ε3∧ε4,ε1,ε2,ε3,ε4分别是以下4个方程的根㊃701㊃第6期 刘 琪等:变时滞反馈控制的混合中立型随机延迟微分方程的指数稳定性εδ+2(1-κ)(1-κ(1-τ))=1[εh 3ρ-11(1+κ(1-τ))p +q 1-2](κe ετ+1)+e ετα=1ε(h 2+h 3)(1+κ(1-τ))(1+e ετκ)+βe ετ+2ρδ2λ24eεδ1-δ+λ4κ2(1-τ)e ετ(1-τ-δ+e εδ(1-τ ))λ1(1-δ-τ)=λ2e ετκ2(1-τ)2=1特别地,当q =2时有lim t →∞sup 1tln (E |x (t )|2)≤-ε(18)即满足均方指数稳定㊂证明:证明分为两步㊂1)第一步取k 0>0足够大使得‖φ‖:=sup -τ≤s ≤0φ(s )<k 0㊂定义σk =inf {t ≥0:|x (t )≥k |}(k ≥k 0),且inf ϕ=∞㊂由引理1和文献[7],当k →∞,则σk →∞,a.s.根据假设6再定义U (^x,i )=θi |^x |2+θi |^x |q 1+1(19)由伊藤公式有e εtEV (x (t ),t ,r (t ))=V (x (0),0,r (0))+∫te εs (εV (x (s ),s ,r (s ))+L V (x (s ),s ,r (s )))d s取h 1=min i ∈Sθi ,h 2=max i ∈S θi ,h 3=max i ∈Sθi ,结合式(12)可得h 1eε(t ∧σk )E |^x(t ∧σk )|2≤V (x (0),0,r (0))+∫t ∧σk0e εs E (L V (x (s ),s ,r (s )))d s +ερJ 1(t ∧σk )+∫t ∧σke εs (εh 2E |^x(s )|2+εh 3E |^x (s )|q 1+1)d s (20)其中,J 1(t ∧σk )=E ∫t ∧σke ε(s∫0-δ∫ss +uJ (v )d v d )u ㊃d s ㊂对于式(20)中的E |^x(t ∧σk )|2结合基本不等式可得到E |x (t ∧σk )|2≤2E |^x(t ∧σk )|2+2κ2(1-τ)2E |x (t ∧σk -τ(t ∧σk ))|2(21)对于式(20)中的L V (x (t ),t ,r (t ))结合式(14)和假设7有L V (x (t ),t ,r (t ))≤-λ|x (t )|2+(1-τ)β㊃|x (t -τ(t ))|2-H (x (t ))+(1-τ)αH (x (t -τ(t )))-λ1|U x (^x(t ),t ,r (t ))|2-λ2|f (x (t ),x (t -τ(t )),t ,r (t ))|2-λ3|g (x (t ),x (t -τ(t )),t ,r (t ))|2+ρδJ (t )-ρ∫tt-δJ (v )d v +U T x (^x (t ),t ,r (t ))㊃[u (x (t -δ(t )),t ,r (t ))-u (x (t ),t ,r (t ))]由假设8运用均值不等式可以得到U T x (^x (t ),t ,r (t ))[u (x (t -δ(t )),t ,r (t ))-u (x (t ),t ,r (t ))]≤λ1|U x (^x(t ),t ,r (t ))|2+λ244λ1㊃|x (t -δ(t ))-x (t )|2定义ρ=λ242λ1(1-κ)(1-κ(1-τ)),由定理1中δ满足的不等式知2ρδ2≤λ2,ρδ≤λ3㊂再由Hölder 不等式有E |x (t -δ(t ))-x (t )|2≤2E |^x(t )-^x (t -δ(t ))|2+2E |N (x (t -τ(t )),t ,r (t ))-N (x (t -τ(t )-δ(t ),t ,r (t ))|2≤4E∫tt-δ[δ|u (x (v -δ(v )),v ,r (v ))+f (x (v ),x (v -τ(v )),v ,r (v ))|2+|g (x (v ),x (v -τ(v )),v ,r (v ))|2]d v +2κ2(1-τ)2E |x (t -τ(t ))-x (t -τ(t )-δ(t ))|2所以有E L V (x (t ),t ,r (t ))≤-λE |x (t )|2+(1-τ)㊃βE |x (t -τ(t ))|2-EH (x (t ))+(1-τ)αEH (x (t -τ(t )))+2ρδ2λ24E |x (t -δ(t ))|2(+λ24λ1-)ρ㊃E∫t t -δJ (v )d v +λ4κ2(1-τ)22λ1E |x (t -τ(t ))-x (t -τ(t )-δ(t ))|2(22)对于式(20)中的E |^x(t )|q 1+1有以下关系式E |^x(t )|q 1+1≤E |^x (t )|2+E |^x (t )|p +q 1-1(23)又由假设7有|x (t )|p +q 1-1≤ρ-11H (x (t ))(24)所以结合式(20)~(23)有12h 1e ε(t ∧σk )E |x (t ∧σk )|2≤Π1+Π2+Π3+∫t ∧σke εs (εh 2E |^x(s )|2+εh 3E |^x (s )|2+εh 3㊃E |^x(s )|p +q 1-1)d s +∫t ∧σke εs E [-λ|x (s )|2+(1-τ)㊃β|x (s -τ(s ))|2-H (x (s ))+(1-τ)αH (x (s -τ(s )))+2ρδ2λ24|x (s -δ(s ))|2+λ4κ2(1-τ)22λ1㊃|x (s -τ(s ))-x (s -τ(s )-δ(s ))|2]d s(25)其中,Π1=h 1e ε(t ∧σk )κ2(1-τ)2E |x (t ∧σk -τ(t ∧σk ))|2Π2=V (x (0),0,r (0))㊃801㊃北京化工大学学报(自然科学版) 2023年Π3=ερJ 1(t ∧σk )(+λ24λ1-)ρJ 2(t ∧σk )J 2(t ∧σk )=E∫t ∧σke ε[s∫ss -δJ (v )d ]v d s易得J 1(t ∧σk )≤δJ 2(t ∧σk )㊂取ε1为ε1ρδ+λ24λ1-ρ=0的唯一解,则由ρ的定义知,对任意0<ε≤ε1,有Π3≤0㊂结合式(11),令k →∞,结合式(24),式(25)化为12h 1e εt E |x (t )|2≤Π1+Π2+Π4+Π5(26)其中,Π1=h 1e εt κ2(1-τ)2E |x (t -τ(t ))|2Π4=∫teεs{εh 3ρ-11[1+κ(1-τ)]p +q 1-2㊃[EH (x (s ))+κ(1-τ)EH (x (s -τ(s )))]-EH (x (s ))+(1-τ)αEH (x (s -τ(s )))}d sΠ5=∫te εs {ε(h 2+h 3)[1+κ(1-τ)]㊃[E |x (s )|2+κ(1-τ)E |x (s -τ(s ))|2]}d s +∫teε[s-λE |x (s )|2+(1-τ)βE |x (s -τ(s ))|2+2ρδ2λ24E |x (s -δ(s ))|2+λ4κ2(1-τ)22λ1E |x (s -τ(s ))-x (s -τ(s )-δ(s ))|]2d s对于Π2,由初值条件㊁假设2㊁假设8㊁引理2和式(12)得V (x (0),0,r (0))<∞,并且记为C 0,C 0为常数㊂对于Π4,根据假设3化简有Π4≤{[εh 3(1+κ(1-τ))p +q 1-2ρ-11](κe ετ+1)+e ετα-1}∫te εs E [H (x (s ))]d s +e ετ[εh 3(1+κ(1-τ))p +q 1-2ρ-11κ+α]∫-τe εs E [H (x (s ))]d s取ε2为[ε2h 3(1+κ(1-τ))p +q 1-2ρ-11](κe ε2τ+1)+e ε2τα-1=0的唯一解,则对任意0<ε≤ε2以及0<α<1即可满足Π4≤e ετ[εh 3(1+κ(1-τ))p +q 1-2ρ-11κ+α]㊃∫0-τe εs E [H (x (s ))]d s <∞(27)对于Π5,令ε3为ε3(h 2+h 3)(1+κ(1-τ))(1+e ε3τκ)+βe ε3τ+2ρδ2λ24eε3 δ1-δ+λ4κ2(1-τ)e ε3τ(1-τ-δ+e ε3δ(1-τ ))λ1(1-δ-τ)=λ的唯一解,对任意0<ε≤ε3,有Π5≤e [ετε(h 2+h 3)(1+κ(1-τ))κ+β+λ4κ2(1-τ)λ]1∫0-τe εs E |x (s )|2d s +2ρδ2λ24eεδ1-δ∫0-δe εs㊃E |x (s )|2d s +λ4κ2(1-τ)2e ε(τ+δ)λ1(1-δ-τ)∫-δ-τe εs E |x (s )|2d s [+ε(h 2+h 3)(1+κ-κτ)(1+e ετκ)+βe ετ+2ρδ2λ24eεδ1-δ+λ4κ2(1-τ)e ετ(1-τ-δ+e εδ(1-τ ))λ1(1-δ-τ)-]λ∫te εs E |x (s )|2d s ≤e [ετε(h 2+h 3)(1+κ(1-τ))κ+β+λ4κ2(1-τ)λ]1∫0-τe εs E |x (s )|2d s +2ρδ2λ24e εδ1-δ∫-δe εsE |x (s )|2d s +λ4κ2(1-τ)2e ε(τ+δ)λ1(1-δ-τ)㊃∫-δ-τe εs E |x (s )|2d s <∞(28)综上对任意0<ε≤ε1∧ε2∧ε3,可得12h 1e εt E |x (t )|2≤h 1e εt κ2(1-τ)2E |x (t -τ(t ))|2+C 1(29)其中C 1是一个常数㊂2)第二步式(29)经过整理可以得到e εt E |x (t )|2≤2e ετe ε(t -τ(t ))κ2(1-τ)2E |x (t -τ(t ))|2+2C 1h 1,故有sup 0≤s ≤t e εs E |x (s )|2≤2C 1h 1+2e ετκ2(1-τ)2sup 0≤s ≤t e εs ㊃E |x (s )|2+2κ2(1-τ)2e ετsup -τ≤s ≤0‖ϕ‖2由κ(1-τ)<12,令ε4为1-2e ε4τκ2(1-τ)2=0的唯一解,则对任意0<ε≤ε1∧ε2∧ε3∧ε4,有sup 0≤s ≤t e εs E |x (s )|2≤2C 1h 1+2κ2(1-τ)2e ετsup -τ≤s ≤0‖φ‖21-2κ2(1-τ)2e ετ:=C 2即当t ∈[0,∞)时,e εt E |x (t )|2≤C 2,即E |x (t )|2≤C 2e -εt ㊂对于任意的q ∈[2,w ),由Hölder 不等式得到㊃901㊃第6期 刘 琪等:变时滞反馈控制的混合中立型随机延迟微分方程的指数稳定性E |x (t )|q≤(E |x (t )|2)w - qw -2(E |x (t )|w)q -2w -2㊂由引理1知C 3:=E |x (t )|w <∞,故E |x (t )|q ≤C q -2w -23(C 2e -εt )w - qw -2≤C 4e -εt w - qw -2所以式(17)成立㊂特别地,当q =2时,有式(18)成立㊂3 例子考虑一维HNSDDEd[x (t )-N (x (t -τ(t )),t ,r (t ))]=f (x (t ),x (t -τ(t )),t ,r (t ))d t +g (x (t ),x (t -τ(t )),t ,r (t ))d B (t ),t ≥0(30)其中f (x ,y ,t ,1)=0.5x +y 3-6x 3f (x ,y ,t ,2)=x +y 3-4x3g (x ,y ,t ,1)=g (x ,y ,t ,2)=0.5y 2τ(t )=0.1(1-cos t ),N (y )=0.1y显然f ,g 不满足线性增长条件㊂令r (t )为一个连续的马氏链,状态空间S ={1,2},算子Γ=-22æèçöø÷1-1,B (t )为标准布朗运动且独立于r (t )㊂定义初值x (u )=0.2+cos u ,u ∈[-0.2,0],r (0)=2㊂由文献[10]可知系统(30)不稳定,以下将通过引入一个反馈控制函数使系统稳定㊂增加控制函数u (x ,t ,1)=-x ,u (x ,t ,2)=-2x ,增加控制函数后系统(3)的具体形式为 d[x (t )-0.1x (t -τ(t ))](=12x (t )+(x (t -τ(t )))3-6x (t )3-x (t - δ(t )))d t +12(x (t -τ(t )))2d B (t ),i (=1x (t )+(x (t -τ(t )))3-4x (t )3-2x (t - δ(t )))d t +12(x (t -τ(t )))2d B (t ),i ìîíïïïïïïïïïüþýïïïïïïïïï=2其中δ(t )=τ(t )㊂以下验证假设1~8㊂假设1显然成立㊂令m 1=3,m 2=2,可知假设2成立㊂令λ4=2,可知假设8成立㊂假设3对如下常数成立:δ=τ=0.2,δ=τ=0.1,且假设4对κ=19成立㊂取U 1(x ,t )=V (x ,i ,t )=|x |6,U 2(x ,t )=2.2x 6+x 8,由Young 不等式可得L V (x ,y ,t ,i )+V x (x -N (y ),t ,i )u (z ,t ,i )≤sup x ∈(43x 6-0.229x 8)-8×U 2(x ,t )+589×(1-τ)×U 2(y ,t -τ(t ))+109×(1-δ)×U 2(z ,t -δ(t ))故假设5对c 1=sup x ∈(43x 6-0.229x 8)<∞,c 2=8,c 3=589,c 4=109成立㊂取p =4,q 1=3,可知假设6成立㊂取U (x ,t ,i )=2x 2+x 4,i =1x 2+x 4,i ={2,再由Young 不等式,令λ1=0.05,λ2=0.1,λ3=4可得l U (x ,y ,t ,i )+λ1|U x (^x(t ),t ,i )|2+λ2㊃|f (x ,y ,t ,i )|2+λ3|g (x ,y ,t ,i )|2≤-1.845|x |2+0.369(1-τ)|y |2-6(x 4+x 6)+0.955×(1-τ)×6(y 4+y 6)若令H (x )=6(x 4+x 6),λ=1.845,β=0.369,α=0.955,则假设7成立㊂根据定理1条件发现κ,τ取值合理,进而可以得到δ≤0.0576时,定理1所有条件成立,故对∀w ≥6,∀q ∈[2,w ),存在ε>0使得lim t →∞sup1t ln (E |x (t )|q )≤-εw -qw -2特别地,q =2时有lim t →∞sup1tln (E |x (t )|2)≤-ε㊂4 结论本文采用函数方法,受文献[5]的启发在多项式增长的条件下讨论了变时滞反馈控制下的HNS⁃DDEs 的指数稳定性㊂最后,用一个例子证明了结论的有效性㊂参考文献:[1] MAO X R,YUAN C G.Stochastic differential equations with Markovian switching[M].London:Imperial CollegePress,2006.[2] FEI W Y,HU L J,MAO X R,et al.Delay dependentstability of highly nonlinear hybrid stochastic systems[J].Automatica,2017,82:165-170.[3] FEI C,SHEN M X,FEI W Y,et al.Stability of highlynonlinear hybrid stochastic integro⁃differential delay equa⁃tions[J].Nonlinear Analysis:Hybrid Systems,2019,31:180-199.㊃011㊃北京化工大学学报(自然科学版) 2023年[4] HU L J,MAO X R,SHEN Y.Stability and boundednessof nonlinear hybrid stochastic differential delay equations [J].Systems &Control Letters,2013,62:178-187.[5] WU A Q,YOU S R,MAO W,et al.On exponential sta⁃bility of hybrid neutral stochastic differential delay equa⁃tions with different structures [J].Nonlinear Analysis:Hybrid Systems,2021,39:100971.[6] SHEN M X,FEI W Y,MAO X R,et al.Stability ofhighly nonlinear neutral stochastic differential delay equa⁃tions[J].Systems &Control Letters,2018,115:1-8.[7] SHEN M X,FEI C,FEI W Y,et al.Boundedness andstability of highly nonlinear hybrid neutral stochastic sys⁃tems with multiple delays[J].Science China Information Sciences,2019,62:202205.[8] LI X Y,MAO X R.Stabilisation of highly nonlinear hy⁃brid stochastic differential delay equations by delay feed⁃back control[J].Automatica,2020,112:108657.[9] 周之薇,宋瑞丽.变时滞反馈控制的混合中立型随机延迟微分方程的稳定性[J].井冈山大学学报(自然科学版),2022,43(3):6-14.ZHOU Z W,SONG R L.Stabilization of the hybrid neu⁃tral stochastic differential equations controlled by thetime⁃varying delay feedback [J].Journal of Jinggangshan University (Natural Science),2022,43(3):6-14.(in Chinese)[10]SHEN M X,FEI C,FEI W Y,et al.Stabilisation by de⁃lay feedback control for highly nonlinear neutral stochasticdifferential equations [J ].Systems &Control Letters,2020,137:104645.[11]CHEN W M,XU S Y,ZOU Y.Stabilization of hybridneutral stochastic differential delay equations by delayfeedback control[J].Systems &Control Letters,2016,88:1-13.Exponential stability of hybrid neutral stochastic differential delay equations with time⁃dependent delay feedback controlLIU Qi LAN GuangQiang *(College of Mathematics and Physics,Beijing University of Chemical Technology,Beijing 100029,China)Abstract :The exponential stability of hybrid neutral stochastic differential delay equations (HNSDDEs)with time⁃dependent delay feedback control has been ing the Lyapunov function method,the exponential sta⁃bility of the system can be obtained by setting an appropriate feedback control function with a variable ⁃pared with the existing research results,the results of this work increase our understanding of the exponential stabil⁃ity of HNSDDEs under the influence of variable delay feedback.Finally,an example is given to prove the validity of the conclusions.Key words :time⁃dependent delay;hybrid neutral stochastic differential delay equations (HNSDDEs);feedbackcontrol;exponential stability(责任编辑:吴万玲)㊃111㊃第6期 刘 琪等:变时滞反馈控制的混合中立型随机延迟微分方程的指数稳定性。

定量电子显微学方法与氧化钛纳米结构研究获国家自然科学二等奖

定量电子显微学方法与氧化钛纳米结构研究获国家自然科学二等奖
据 介 绍 , 包 括 美 国 、 H本 、 欧 盟 、俄 罗 斯 在 内的 5 0多 拓 宽 , 释 许 多传 统 理 论 无 法 描 述 的物 质 体 系 , 且 将 理 论 解 并
个 国家 和地 区都有 各 自明确 的纳 米 科技 发展 战略 ,投入 巨 成果 成功 应用 到纳米 结构 的研究 领域 。 在 科 学 家 眼 中 ,食 盐 不 是 食 盐 , 而 是 一 种 典 型 的 离 子 资 、抢 占战略制 高点 。美 国国家 纳米讨‘ ( 划 NN I)2 1 01 晶体 。 么一种 最最普 通的东 西 , 电子显微 镜去观 察它 的 这 用 年 财 政 预 算 l 美 元 ,历 年 投 入 稳 定 增 长 。 日本 尤 其 重 视 8亿 结构 时 ,也 没有 好的理 论去 描述 电子在 这种 离子 晶体 表面 纳 米技术在信 息 、金 属 、环境 、能源 、生命 科学 以及基础 技 的衍 射现 象 。彭 练矛 团 队给 出了描 述诸 如离 子 晶体表 面衍
仿 生智 能纳 米界 面材料 、碳纳 米管 宏观 薄膜 及纤 维结 构 的 贝 尔 物 理 学 奖 就 颁 发 给 了 成 功 地 分 离 出 单 层 石 墨 烯 材 料 的
制备与 性 能研究 、纳 米结 构金 属材 料达 到高 性 能极 限等诸 两 名 英 国 物 理 学 家 。
多 方面取得 突破 。
像 科 技 研 发 和 产 业 化 的 整 体 协 调 。同 时 , 入 并 持 续 开 展 纳 米 重 ,多 数 情 况 下 我 们 在 电 子 显 微 镜 中所 看 到 的 ‘ ’不 能 直 深 接反 映物体 的真正结 构 。 练矛 说 , 用量 子力学 的原理 , ”彭 利 科技领 域战 略研 究 ,提高 决策 能力 ;整合资 源 ,形成在纳 米

Li原子和Ca原子修饰VO2单层储氢性能的第一性原理研究

Li原子和Ca原子修饰VO2单层储氢性能的第一性原理研究

第52卷第11期2023年11月人㊀工㊀晶㊀体㊀学㊀报JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS Vol.52㊀No.11November,2023Li 原子和Ca 原子修饰VO 2单层储氢性能的第一性原理研究侯茵茵,马良财(宁夏大学物理学院,银川㊀750021)摘要:具有高储氢容量和可逆储氢性能的新材料的开发对氢能的大规模利用至关重要㊂基于第一性原理计算,研究了Li 原子和Ca 原子单独修饰和共修饰VO 2单层体系的H 2分子存储性能㊂结果表明Li 原子和Ca 原子均能稳定结合在VO 2单层表面而不产生金属团簇㊂单个Li 原子和Ca 原子分别最多可稳定吸附3个和6个H 2分子,且H 2分子平均吸附能均大于0.20eV /H 2㊂吸附体系差分电荷和态密度分析结果表明,氢分子的极化机制以及氢分子与金属原子间的轨道杂化作用是H 2分子在金属原子周围稳定吸附的主要原因㊂Li 原子修饰体系的储氢质量密度随着Li 原子覆盖度的增加而逐渐增加,而Ca 原子修饰体系的储氢质量密度在低金属覆盖度时较高;Li /Ca 共修饰体系的储氢质量密度有所增加,其储氢质量密度为5.00%(质量分数)㊂此外,考虑了不同温度和压强条件下储氢体系的稳定性㊂关键词:VO 2单层;储氢;第一性原理计算;锂原子;钙原子;修饰中图分类号:O469㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1000-985X (2023)11-2014-10First-Principles Study on Hydrogen Storage Performance of Li-and Ca-Decorated VO 2MonolayerHOU Yinyin ,MA Liangcai(College of Physics,Ningxia University,Yinchuan 750021,China)Abstract :The exploitation of new hydrogen storage materials with high-capacity and reversible performance could play a very important role in the large-scale utilization of hydrogen as an energy source.The hydrogen storage performances of Li and Ca atoms decorated as well as Li /Ca co-decorated VO 2monolayer system were comprehensively investigated based on first-principles calculations.The metal atoms are stably adsorbed on the surface of the VO 2monolayer without forming metal clusters.Three and six hydrogen molecules can be absorbed by a Li atom and Ca atom,respectively,and its average adsorption energy is larger than 0.20eV /H 2.Charge density differences and density of states of H 2adsorbed systems were analyzed,and the results reveal that both the polarization mechanism and orbital hybridization are responsible for the adsorption of hydrogen molecules.The hydrogen storage capacity of the Li-decorated system increases with the increase of Li coverage,while that of Ca-decorated system is high only in lower Ca coverage.Moreover,Li /Ca co-decoration can effectively increase the hydrogen storage capacity of the system,its hydrogen storage mass density is 5.00%(mass fraction).Finally,the influence of temperature and pressure on the stability of hydrogen adsorption system is studied.Key words :VO 2monolayer;hydrogen storage;first-principle calculation;lithium atom;calcium atom;decoration㊀㊀收稿日期:2023-05-11㊀㊀基金项目:宁夏自然科学基金(2022AAC03003)㊀㊀作者简介:侯茵茵(1998 ),女,广西壮族自治区人,硕士研究生㊂E-mail:houyinyin2021@ ㊀㊀通信作者:马良财,博士,教授㊂E-mail:maliangcai@0㊀引㊀㊀言随着社会的不断发展,人们所面临的能源危机和环境污染问题日益严重㊂为此,开发和利用清洁㊁高效的新能源并研究其转化与存储技术迫在眉睫[1]㊂氢能具有质量轻㊁储量丰富㊁能量密度大和清洁无污染等㊀第11期侯茵茵等:Li 原子和Ca 原子修饰VO 2单层储氢性能的第一性原理研究2015㊀优点[2],是化石燃料的理想替代能源㊂然而,传统的低温液化或高压压缩等储氢方式存在高成本㊁低密度和低安全性等缺点,使得氢能的大规模应用受到限制(如氢能源汽车)㊂因此,开发利用高效㊁安全㊁经济的储氢新材料成为氢能源发展的关键[3-4]㊂二维纳米材料具有较大的表面积,被认为是一种潜在的高效储氢材料[5],然而,早期的研究发现,氢气在本征二维纳米材料表面的吸附能较低(小于0.10eV/H 2),难以达到理想储氢吸附能范围(0.20~0.40eV/H 2)[6]㊂进一步的研究发现,利用金属原子修饰二维纳米材料表面后,H 2分子的吸附能和体系的储氢密度均得到了大幅提升[7-13]㊂二维石墨烯在储氢领域得到了广泛的研究[8],且金属原子修饰石墨烯体系可实现室温条件下的可逆储氢[8-11]㊂然而,石墨烯与金属原子间的相互作用较弱,当金属原子在石墨烯单层两侧同时吸附时,石墨烯的单层平面构型使得金属原子的结合能进一步降低,易于导致金属团簇的形成,而金属团簇的形成将使得体系储氢密度大幅减小㊂石墨烯在储氢方面的优势和存在的不足,激励科研工作者寻找其他合适的二维储氢材料㊂由于具有良好的光学和电子学特性,以及表面积大和质量轻等优点,二维过渡金属氧化物和硫化物单层材料成为潜在的储氢材料㊂二维过渡金属氧化物和硫化物单层为三层原子构成的三明治结构,中间为过渡金属单原子层,两侧为S 或O 单原子层,因此,当外来金属原子吸附在其两侧表面时,金属原子仅与其同侧的S 或O 原子发生相互作用,金属修饰体系的结合能将大幅增强,有效降低金属团簇形成的可能性,从而提高储氢量㊂Putungan 等[12]研究了金属Li 原子修饰二硫化钼(MoS 2)单层体系的储氢性能,结果表明Li 原子在MoS 2单层表面的结合能大幅增强,体系储氢质量密度为4.40%(质量分数)㊂Song 等[13]对Ca 原子修饰MoS 2单层体系储氢性能进行了研究,发现Ca 原子覆盖度较低时体系具有较好的储氢性能㊂二维二氧化钒(VO 2)纳米单层作为一种新型过渡金属氧化物材料,其优异的热稳定性㊁磁性和光学特性得到了广泛的研究[14-16],在Li㊁Na 和Mg 离子电池负极材料方面具有潜在的应用前景[17]㊂然而,VO 2纳米单层在储氢方面的研究尚未有相关报道,本文通过第一性原理计算方法,探讨了Li 和Ca 原子单独修饰和共修饰VO 2单层体系的储氢性能和储氢机理㊂1㊀计算方法本文的第一性原理计算采用基于平面波基组和投影缀加波(PAW)方法的VASP 软件包[18-19],平面波截断能为500eV,采用PBE 泛函来描述电子间的交换关联势[20]㊂选用DFT-D2方法对H 2分子吸附体系中的范德瓦耳斯作用进行修正[21]㊂基于周期性边界条件,垂直VO 2纳米单层表面方向填充厚度为0.16nm 的真空层,以消除相邻单层间的相互作用㊂布里渊区积分k 点取为8ˑ8ˑ1㊂结构优化时,体系能量和原子受力收敛值分别为1ˑ10-5eV 和0.20eV /nm㊂金属原子与VO 2单层的结合能E b 定义为E b =(E VO 2+mE M -E m M /VO 2)/m (1)式中:E m M /VO 2和E VO 2分别为金属原子M(M =Li,Ca)修饰VO 2单层体系和本征VO 2单层体系的总能量,E M 为单个金属原子的能量,m 为金属原子的数目㊂H 2分子的吸附性能可通过连续吸附能E con 和平均吸附能E ave 来描述,计算公式为E con =E ((n -1)H 2+m M /VO 2)+E H 2-E (n H 2+m M /VO 2)(2)E ave =(E m M /VO 2+nE H 2-E (n H 2+m M /VO 2))/n (3)式中:E ((n -1)H 2+m M /VO 2)和E (n H 2+m M /VO 2)分别为(n -1)个H 2分子吸附体系和n 个H 2分子吸附体系的总能量,n为吸附H 2分子数目,E H 2为自由H 2分子的能量㊂2㊀结果与讨论2.1㊀VO 2单层的电子特性和稳定性结构优化后VO 2单层单胞的平衡态晶格常数为0.274nm,对应的V O 键长为0.195nm,上㊁下两O 原子层的间距为0.228nm,与前人的计算结果一致[14-17]㊂为了明确计算体系的大小对计算结果的影响,以单2016㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第52卷个Li原子修饰尺寸不同的(2ˑ2)㊁(3ˑ3)和(4ˑ4)VO2单层超胞为例,计算了Li原子与VO2单层间的结合能和后续单个H2分子的吸附能,计算结果见表1㊂相对于更大尺寸的(4ˑ4)超胞体系,当采用包含9个V原子和18个O原子的(3ˑ3)超胞体系时,Li原子的结合能和H2分子的吸附能变化不大,而当采用较小尺寸的(2ˑ2)超胞体系(包含4个V原子和8个O原子)时,Li原子结合能和H2分子吸附能均有明显的减小,这是由于超胞尺寸较小时,相邻Li原子间相互作用明显增强㊂因此本文采用(3ˑ3)VO2超胞体系作为计算模型,其几何结构如图1(a)所示㊂VO2单层的能带结构如图1(b)所示,自旋向上与向下能带分布中均有能带穿过费米能级,表明VO2单层具有金属性,且自旋向上和向下能带分布具有不对称性,表明VO2单层具有磁性,计算得到VO2单层单胞体系的磁矩为0.66μB,与前人计算结果一致[17]㊂VO2单层在常温条件下的稳定性是其进行储氢应用的先决条件,为此计算了VO2单层的声子谱,结果如图1(c)所示,其声子谱中没有出现明显的虚频,因此VO2单层具有良好的动力学稳定性[16]㊂进一步采用从头算分子动力学(AIMD)模拟了VO2单层在500K下的热力学稳定性,模拟时间步长为1fs,模拟总时长为5ps,体系总能量随时间的变化趋势如图1(d)所示,在整个模拟时间内,VO2单层的总能量仅在很小的范围内发生波动,没有发生大幅度涨落,且VO2单层的末态结构几乎没有明显的变形,进一步表明VO2单层在高温条件下具有优异的结构稳定性㊂表1㊀不同大小VO2单层超胞的晶格常数㊁Li原子结合能和H2分子吸附能Table1㊀Lattice constant of VO2supercell with different dimensions,the binding energy(E b)of Li atom and theadsorption energy(E ave)of single H2moleculeSupercell Lattice constant/nm E b/eV E ave/eV2ˑ20.548 5.080.2223ˑ30.822 5.360.2554ˑ4 1.096 5.380.260图1㊀VO2单层的优化几何结构㊁能带结构和声子谱,以及AIMD模拟中总能量随时间的变化趋势(T=500K)Fig.1㊀Optimized geometry structure,band structure,phonon spectrum of VO2monolayer,and the variations of totalenergy versus time for the VO2monolayer in AIMD simulation at500K2.2㊀Li原子和Ca原子修饰VO2单层金属原子修饰VO2单层时,考虑了4个不同的金属原子吸附位点,如图1(a)所示,分别为六原子环中心位(H)㊁V O键桥位(B)㊁V原子顶位(T V)和O原子顶位(T O)㊂结构优化后发现Li原子和Ca原子的最稳定吸附位点均为H位,结合能分别为5.36和5.78eV,远大于其相应金属原子的体相内聚能(Li:1.63eV, Ca:1.84eV),修饰体系中Li原子和Ca原子与单层表面的距离分别为0.118和0.151nm,为了便于表述,将金属原子修饰VO2单层体系标记为M/VO2(M=Li㊁Ca)㊂进一步考虑了金属原子在单层表面的动力学稳定性,利用微动弹性带方法(CI-NEB)模拟计算了金属原子从最稳定吸附位点(H位)开始,途经T O位扩散到邻近的次稳定吸附位(T V位)的扩散势垒,如图2所示,在金属原子扩散过程中,Li/VO2体系中存在约为0.70eV的势垒,而Ca/VO2体系中存在约为1.18eV的势垒㊂当金属原子覆盖度增加时,较大的扩散势垒表㊀第11期侯茵茵等:Li 原子和Ca 原子修饰VO 2单层储氢性能的第一性原理研究2017㊀图2㊀Li 原子和Ca 原子在VO 2单层表面的扩散路径和扩散势垒Fig.2㊀Diffusion pathway and energy barrier profile for Li and Ca atom migrate on the surface of VO 2monolayer明稳定吸附于VO 2单层表面的金属原子不易发生扩散,从而可有效避免金属团簇的形成,有利于吸附更多氢分子㊂为了分析金属原子与VO 2单层间的相互作用机制,计算了Li /VO 2和Ca /VO 2体系的分波态密度(PDOS)和差分电荷密度分布,如图3所示㊂从PDOS 图中可以看出,当金属吸附在VO 2单层上后,Li 原子的s 和p 轨道,以及Ca 原子的s 和d 轨道均与邻近O 原子的p 轨道在较大的能量范围内出现共振峰,表明金属原子与VO 2单层间具有较强的轨道耦合㊂从差分电荷密度图中可以发现,金属原子和近邻O 原子周围分别存在电子的缺失和聚集,这表明金属原子向VO 2单层转移了部分电荷㊂Bader 电荷计算表明Li 原子和Ca原子分别带有0.89|e |和1.51|e |的正电荷㊂金属原子与VO 2单层间的电荷转移以及强烈的轨道耦合导致了金属原子修饰体系的高稳定性㊂带负电荷的VO 2单层与带正电荷的金属离子之间形成了一个局域静电场,该静电场的存在将有利于H 2分子的吸附㊂图3㊀Li /VO 2和Ca /VO 2体系的PDOS 和差分电荷密度分布Fig.3㊀PDOS and charge density difference plots of Li /VO 2and Ca /VO 2systems 2.3㊀M /VO 2体系的储氢性能2.3.1㊀氢分子的吸附作为对比,首先研究了H 2分子在未经金属原子修饰的本征VO 2单层表面的吸附情况,结果表明H 2分子垂直吸附在H 位时最为稳定,但H 2分子的吸附能仅为0.08eV,过低的吸附能使得H 2分子在低于室温条件下已经自发脱附[22]㊂因此,本征VO 2单层不适于常温条件下的储氢应用㊂对于金属原子修饰VO 2单层体系,首先对单侧修饰体系的H 2分子吸附情况进行了研究㊂通过依次在金属原子周围添加H 2分子来确定单个金属原子所能吸附的最大H 2分子数目㊂吸附能计算结果和相应的结构参数如表2所示㊂对于Li /VO 2体系,第一个H 2分子的吸附能为0.255eV,远大于本征VO 2单层表面的H 2分子吸附能,因此,通过金属原子的修饰可大幅提升H 2分子的吸附能力,此时,吸附H 2分子的键长为0.0755nm,相比于自由H 2分子的键长(0.075nm [23])略有增加㊂当H 2分子吸附数目n 逐渐增加时,H 2分2018㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第52卷子间的空间排斥作用,H2分子与Li原子间的距离缓慢增大,导致H2分子的平均吸附能逐渐减小,3个H2分子在Li原子周围吸附时的平均吸附能为0.203eV/H2,处于理想储氢吸附能范围内(0.20~0.40eV/H2),其优化几何结构如图4(a)所示㊂在Li原子周围继续添加第4个H2分子,由于H2分子间的空间排斥作用,结构优化后第4个H2分子远离Li原子(d Li-H2>0.36nm),其连续吸附能仅为0.048eV,表明Li/VO2体系无法稳定地吸附第4个H2分子㊂因此,Li/VO2体系中每个Li原子最多可吸附3个H2分子㊂利用同样的方法,得到了Ca/VO2体系中Ca原子吸附H2分子的情况(见表2),Ca/VO2体系中每个Ca原子周围最多可吸附6个H2分子,平均吸附能为0.232eV/H2,6H2+Ca/VO2吸附体系的优化几何结构如图4(b)所示㊂表2㊀Li/VO2和Ca/VO2体系中H2分子的计算吸附能(E ave和E con)㊁金属原子与H2分子间的距离(d M-H2)和H2分子键长(d H-H) Table2㊀Calculated adsorption energies(E ave and E con)of H2molecules,distances between metal atom and center of H2(d M-H2)and the H H bond lengths(d H-H)in Li/VO2and Ca/VO2systemsSystem n E ave/(eV㊃H-12)E con/(eV㊃H-12)d M-H2/nm d H-H/nmMin Max Min Maxn H2+Li/VO210.2550.2550.2010.2010.07550.0755 20.2430.2300.2020.2200.07550.0755 30.2030.1220.2080.2100.07540.0755 4 0.0480.2070.3640.07510.0755n H2+Ca/VO210.2040.2040.2670.2670.07590.0759 20.2460.2870.2670.2670.07600.0760 30.2430.2370.2640.2650.07590.0760 40.2560.2960.2630.2670.07590.0763 50.2450.2010.2630.2710.07580.0762 60.2320.1680.2620.2730.07540.0763 7 0.0470.2610.4350.07510.0763图4㊀3H2+Li/VO2和6H2+Ca/VO2吸附体系的优化几何结构Fig.4㊀Optimized structures of3H2+Li/VO2and6H2+Ca/VO2systems为了深入了解H2分子的吸附机制,图5中给出了n H2+Li/VO2(n=1,3,4)和n H2+Ca/VO2(n=1, 6,7)吸附体系的差分电荷密度分布㊂所吸附的H2分子中靠近金属原子一侧的H原子周围出现电荷聚集,而另一个H原子周围出现电荷缺失㊂以1H2+Li/VO2(1H2+Ca/VO2)吸附体系为例,Bader电荷计算结果表明,吸附的H2分子中两个H原子分别带有0.032|e|(0.022|e|)的正电荷和-0.057|e|(-0.055|e|)的负电荷,表明所吸附的H2分子发生了极化㊂金属离子与VO2单层间所建立的局域静电场是H2分子发生极化的主要原因[24],H2分子的极化也使得吸附H2分子的H H键长有所伸长㊂在3H2+Li/VO2和6H2+Ca/VO2体系中的H2分子也具有类似的极化现象(见图5(b)㊁(e))㊂而在4H2+Li/VO2和7H2+Ca/VO2吸附体系中,如图5(c)和5(f)所示,第4和7个H2分子没有发生极化,因此无法稳定吸附在金属原子周围,进一步表明Li/VO2和Ca/VO2体系中每个金属原子最多可吸附3个和6个H2分子,这与前文吸附能的计算结果一致㊂图6中以3H2+Li/VO2和6H2+Ca/VO2吸附体系为例给出了体系的PDOS分布,可以发现,在-8.5~-4.0eV能量区域内,H-σ轨道与Li-s/p(Ca-s/d)轨道发生明显的轨道杂化,这种通过轨道杂化作用来实现H2分子的吸附即为Kubas相互作用,通常为过渡金属修饰二维材料储氢时H2分子的主要吸附机㊀第11期侯茵茵等:Li 原子和Ca 原子修饰VO 2单层储氢性能的第一性原理研究2019㊀制[25],类似的轨道杂化作用在Ca 原子修饰石墨烯储氢体系中也被观测到[10]㊂综上所述,H 2分子在Li /VO 2和Ca /VO 2基底上的吸附机制主要源于所吸附H 2分子的极化和H 2分子与金属原子间的轨道杂化的共同作用㊂图5㊀H 2分子吸附体系的差分电荷密度图Fig.5㊀Charge density difference plots of H 2adsorbedsystems 图6㊀3H 2+Li /VO 2和6H 2+Ca /VO 2吸附体系的分波态密度分布Fig.6㊀PDOS of 3H 2+Li /VO 2and 6H 2+Ca /VO 2systems图7㊀M /VO 2体系中金属原子平均结合能随金属原子覆盖度的变化趋势Fig.7㊀Variations of binding energy versus metal atom coverage for the M /VO 2system 为了增加体系的储氢量,进一步研究了金属原子双面修饰体系的储氢性能㊂首先考虑了金属原子覆盖度对修饰体系稳定性的影响,在此,覆盖度定义为VO 2单层单面吸附金属原子的数量与表面六原子环中心吸附位点(H 位)数量的比值㊂当原子覆盖度较高时(大于0.22),通过减小超胞体系的大小来增加金属原子覆盖度,即在(2ˑ2)VO 2超胞体系上吸附不同数目的金属原子来实现㊂如图7所示,对于Li 原子修饰体系而言,Li 原子的平均结合能随着Li 原子覆盖度的增加而缓慢减小,当覆盖度为1.00时(满覆盖),Li 原子平均结合能为3.59eV,仍远大于其体相内聚能(1.63eV),因此当覆盖度较大时,Li 原子在VO 2单层表面不会发生团簇现象㊂而对于Ca 原子修饰体系,Ca 原子的平均结合2020㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第52卷能随着覆盖度的增加而快速减小,当Ca 原子覆盖度超过0.5时,Ca 原子平均结合能远低于其体相内聚能(1.84eV),因此,表面覆盖度较高时Ca 原子易于形成团簇,而团簇的形成将大幅降低体系的储氢量,这与Song 等研究Ca /MoS 2体系储氢性能时发现Ca 原子覆盖度较低时体系具有较好储氢性能的结果一致[13]㊂当金属原子覆盖度为0.11时,2Li /VO 2体系最多可稳定吸附6个H 2分子(优化结构见图8(a)),此时,H 2分子的平均吸附能为0.20eV /H 2,理论储氢质量密度为1.60%(质量分数,下同);而2Ca /VO 2体系可稳定吸附12个H 2分子(见图8(b)),H 2分子的平均吸附能为0.24eV /H 2,储氢质量密度为2.80%㊂当金属原子覆盖度增大到0.22时,4Li /VO 2体系最终可吸附12个H 2分子(见图8(c)),H 2分子的平均吸附能为0.22eV /H 2,储氢质量密度为3.00%;而在4Ca /VO 2体系中,可稳定吸附20个H 2分子(见图8(d)),其平均吸附能为0.21eV /H 2,储氢质量密度可达到4.30%,相比于覆盖度为0.11时的吸附情况,每个Ca 原子周围所能吸附的H 2分子数目有所减少,这是由于Ca 原子覆盖度增大时,Ca 原子周围能够提供H 2分子吸附的空间位置有限㊂当进一步增加金属原子的覆盖度时,发现每个金属原子所能吸附的H 2分子数目进一步减少㊂以Li 修饰VO 2体系为例,Li 原子满覆盖时,Li 原子均匀吸附在VO 2单层表面,每个Li 原子上只能稳定吸附1个H 2分子(见图8(e)),H 2分子的平均吸附能为0.24eV /H 2,此时储氢质量密度为4.00%㊂图8㊀n H 2+m M /VO 2体系的优化几何结构Fig.8㊀Optimized structures of n H 2+m M /VO 2system 由于Li 原子和Ca 原子修饰VO 2单层体系良好稳定性和储氢性能,进一步考虑了Li 原子和Ca 原子共修饰体系的稳定性和储氢性能㊂由于低覆盖度时(0.11)Ca 原子与VO 2单层间较大的结合能(见图7),两个Ca 原子首先吸附在(3ˑ3)VO 2单层上㊁下表面,由于Ca 原子的平均结合能随着覆盖度的增加而快速减小(见图7),因此在2Ca 修饰体系表面继续吸附4个Li 原子,形成了Li /Ca 共修饰体系4Li2Ca /VO 2,其能量最低构型如图9(a)所示,此时金属原子均匀分布在VO 2单层表面,相邻金属原子间距约为0.476nm,金属原子平均结合能为4.0eV /atom㊂进一步采用AIMD 模拟了4Li2Ca /VO 2体系在300K 时的热力学稳定性,模拟时间步长为1fs,模拟总时长3ps㊂体系能量随时间的变化趋势和3ps 后体系的几何结构如图9(a)所示,在整个模拟过程中,体系能量在很小范围内发生振动,没有发生大幅度涨落,且3ps 后体系没有发生明显的变形或断键现象,表明共修饰体系在室温下是稳定的㊂氢分子吸附结果表明,每个Li 原子周围仍然可以吸附3个H 2分子,而每个Ca 原子周围可以吸附5个H 2分子,即4Li2Ca /VO 2体系中最多可稳定吸附22个H 2分子,优化几何结构图见图9(b)㊂H 2分子的平均吸附能为0.23eV /H 2,理论储氢质量密度为5.00%㊂上述结果表明,相对于单金属原子修饰体系,Li /Ca 共修饰VO 2单层体系的储氢性能有了进一步的提升㊂前人有关Li /Ca 共修饰g -CN 单层体系和Li /Na 共修饰石墨炔单层体系的储氢性能研究中也得到了类似的结果[26-27]㊂2.3.2㊀氢分子的脱附上述基于密度泛函理论的第一性原理计算,预测了金属原子修饰VO 2单层体系在理想状态下(绝对零度)的储氢性能,并未考虑环境条件下温度(T )和压强(p )的影响,因此不能准确描述H 2分子的吸附行为㊂下面采用包含了温度和压强的相对能量(E r )来描述H 2分子的吸附稳定性[28-29],其定义为E r =E (n H 2+m M /VO 2)-E m M /VO 2-n (E H 2+μH 2(T ,p ))(4)式中:E (n H 2+m M /VO 2)和E m M /VO 2分别为吸附n 个H 2分子吸附体系和金属修饰体系的总能量,E H 2为自由H 2分子能量,n 为所吸附H 2分子的数目,m 为金属原子数目㊂据此定义,当E r 为负值时吸附体系是稳定的㊂μH 2(T ,p )为H 2分子的化学势,其定义为㊀第11期侯茵茵等:Li原子和Ca原子修饰VO2单层储氢性能的第一性原理研究2021㊀图9㊀AIMD模拟中4Li2Ca/VO2体系能量随时间的变化趋势(T=300K)和3ps末体系几何结构的顶视图和侧视图,以及22H2+4Li2Ca/VO2体系的优化几何结构Fig.9㊀Variations of total energy versus time for the4Li2Ca/VO2system in AIMD simulations at300K,insets represent the top and side views of the structure at the end of AIMD simulations of3ps,and the optimized structure of22H2+4Li2Ca/VO2systemμH2(T,p)=ΔH-TΔS+k B T ln(p/p0)(5)式中:p0=0.1MPa,k B是玻耳兹曼常数,ΔH和ΔS分别为焓变和熵变,可从实验热化学实验表中得到[30]㊂以储氢质量密度较高的8H2+8Li/VO2㊁20H2+4Ca/VO2和22H2+4Li2Ca/VO2吸附体系为例,图10(a)中给出了标准大气压下(p=0.1MPa)吸附体系相对能量随温度的变化趋势㊂相对能量随温度的升高而逐渐增加,当温度较低时(T<200K),相对能量为负值,表明H2分子能够稳定吸附在金属原子周围,而当温度继续上升时,相对能量转变为正值且越来越大,表明吸附体系中H2分子的脱附趋势逐渐增强㊂8H2+8Li/VO2㊁20H2+4Ca/VO2和22H2+4Li2Ca/VO2吸附体系中H2分子完全脱附的临界温度均在210K左右,远低于室温298.15K,因此,三种金属修饰体系均无法实现室温条件下的可逆储氢[31]㊂进一步考虑了室温条件下吸附体系的稳定性随压强的变化趋势(见图10(b)),随着压强的增加,吸附体系的相对能量逐渐减小,且压强超过一定大小时,体系的相对能量重新变为负值,此时,H2分子依然可以稳定吸附在金属原子周围㊂具体来说,当体系压强分别大于1.9㊁6.2和2.8MPa时,8H2+8Li/VO2㊁20H2+4Ca/VO2和22H2+4Li2Ca/VO2体系的相对能量为负值,表明H2分子在室温条件下均可稳定地吸附在相应的基底材料上㊂因此,在室温条件下,可通过适当地增加吸附体系的压强,以增强H2分子的吸附稳定性,从而实现室温条件下的可逆储氢㊂图10㊀储氢体系相对能量随温度和压强的变化趋势Fig.10㊀Relative energy(E r)of H2adsorbed systems as a function of temperature and pressure 低微纳米材料作为高效储氢材料在实验方面也取得了一定的进展,尤其是碳基储氢材料㊂Wang等[32]的实验结果表明,Li掺杂多壁碳纳米管(MWCNTs)在77K和0.1MPa实验条件下的可逆储氢质量密度可以达到3.90%,是无掺杂MWCNTs储氢质量密度的3倍㊂Reyhani等[33]实验研究了环境条件下Ca㊁Co㊁Fe㊁Ni2022㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第52卷和Pd修饰MWCNTs的储氢性能,相对于无金属原子修饰MWCNTs的储氢质量密度(0.30%),Ca/MWCNTs 和Pd/MWCNTs修饰体系的储氢质量密度(分别为1.05%和7.00%)均有大幅度的提升㊂最近,Mehrabi 等[34]实验研究了Pd纳米颗粒修饰MWCNTs体系的储氢性能,其最大储氢质量密度可达到6.00%,Gu 等[35]在实验上成功制备了Ni和Al掺杂石墨烯单层复合材料,其最大储氢质量密度可达到5.70%㊂然而,有关金属原子修饰VO2纳米单层体系储氢性能的实验研究尚未见有相关报道,本文的研究可以为实验上制备高性能的VO2纳米单层储氢材料提供理论参考㊂3㊀结㊀㊀论本文基于第一性原理计算,研究Li原子和Ca原子修饰二维VO2单层体系的储氢性能和储氢机理㊂Li 和Ca原子均能稳定吸附在VO2单层表面,金属原子的结合能均高于相应金属的体相内聚能,且金属原子在VO2单层表面的扩散势垒较大,从而能够有效避免金属团簇的形成㊂在Li原子修饰VO2单层体系中,最多有3个H2分子可以稳定吸附在Li原子周围,而在Ca原子修饰VO2单层体系中,每个Ca原子可以稳定吸附6个H2分子㊂电子结构分析表明H2分子主要通过H2分子的极化机制和H2分子与金属原子间的轨道杂化机制吸附于金属原子周围㊂本文研究了金属原子覆盖度对储氢性能的影响,对于Li原子修饰VO2单层体系,理论储氢质量密度随着金属原子覆盖度的增加而增大,最高理论储氢质量密度为4.00%(质量分数),H2分子平均吸附能为0.24eV/H2㊂而对于Ca原子修饰VO2单层体系,Ca原子的平均结合能随着Ca原子覆盖度的增加而迅速减小,当Ca原子覆盖度为0.22时,Ca原子的平均结合能依然高于体相Ca的内聚能,体系理论储氢质量密度为4.30%(质量分数),H2分子平均吸附能为0.21eV/H2㊂进一步研究了Li/Ca共修饰体系的稳定性和储氢性能,分子动力学模拟结果表明4Li2Ca/VO2共修饰体系在室温下是稳定的,其储氢质量密度可达到5.00%(质量分数)㊂最后,考虑了温度和压强对氢分子吸附稳定性的影响,研究结果表明,通过增加吸附体系的压强可以提高金属原子修饰VO2单层体系对H2分子的吸附稳定性,从而实现室温条件下的可逆储氢㊂参考文献[1]㊀LI J T.Oxygen evolution reaction in energy conversion and storage:design strategies under and beyond the energy scaling relationship[J].Nano-Micro Letters,2022,14(1):112.[2]㊀FAYE O,SZPUNAR J,EDUOK U.A critical review on the current technologies for the generation,storage,and transportation of hydrogen[J].International Journal of Hydrogen Energy,2022,47(29):13771-13802.[3]㊀SAKINTUNA B,LAMARI-DARKRIM F,HIRSCHER M.Metal hydride materials for solid hydrogen storage:a review[J].International Journalof Hydrogen Energy,2007,32(9):1121-1140.[4]㊀闫敏艳,宫长伟,张㊀鹤,等.Ti掺杂对Li-Mg-N-H材料储氢性能影响的第一性原理研究[J].人工晶体学报,2022,51(2):297-303.YAN M Y,GONG C W,ZHANG H,et al.First-principles study on the effect of Ti doping on hydrogen storage performance of Li-Mg-N-H materials[J].Journal of Synthetic Crystals,2022,51(2):297-303(in Chinese).[5]㊀MEDURI S,NANDANAVANAM J.Materials for hydrogen storage at room temperature an overview[J].Materials Today:Proceedings,2023,72:1-8.[6]㊀WANG L F,YANG R T.Hydrogen storage on carbon-based adsorbents and storage at ambient temperature by hydrogen spillover[J].CatalysisReviews,2010,52(4):411-461.[7]㊀YOON M,YANG S Y,HICKE C,et al.Calcium as the superior coating metal in functionalization of carbon fullerenes for high-capacity hydrogenstorage[J].Physical Review Letters,2008,100(20):206806.[8]㊀ZHENG N,YANG S L,XU H X,et al.A DFT study of the enhanced hydrogen storage performance of the Li-decorated graphene nanoribbons[J].Vacuum,2020,171:109011.[9]㊀胡明明,赵高峰.锂改性点缺陷石墨烯储氢性能的第一性原理研究[J].原子与分子物理学报,2019,36(3):443-451.HU M M,ZHAO G F.The hydrogen storage properties of lithium decorated point defect in graphene:a theoretical study[J].Journal of Atomic and Molecular Physics,2019,36(3):443-451(in Chinese).[10]㊀安㊀博.Ca修饰石墨烯储氢性能的第一性原理研究[J].人工晶体学报,2015,44(1):256-261.AN B.First-principles study on hydrogen storage property of calcium-decorated graphene[J].Journal of Synthetic Crystals,2015,44(1):256-261(in Chinese).[11]㊀元丽华,巩纪军,王道斌,等.碱金属修饰的多孔石墨烯的储氢性能[J].物理学报,2020,69(6):068802.。

复合材料界面的微观力学行为研究_单纤维拉出试验_杨序纲

复合材料界面的微观力学行为研究_单纤维拉出试验_杨序纲
· 测试分析 ·
复合材料界面的微观力学行为研究 单纤维拉出试验 *
杨序纲
( 上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室 上海 200030 )
袁象恺 潘 鼎
( 中国纺织大学材料科学与工程系 上海 200051 )
文 摘 使用一专门设计的模型制作了碳化硅(Nicalon)/ 玻璃复合材料单纤维拉出试样 。 利用纤维拉 曼峰波数偏移与纤维所受应变的近似线性关系 , 首先测定纤维热残余应变的分布 , 随后对伸出玻璃基体外的 纤维段施加给定的拉伸应变 , 沿纤维轴向用拉曼光谱术逐点测定基体内外纤维的应变 , 最后依据力平衡原理 将应变分布转换为界面剪切应力沿纤维轴向的分布 。 结果表明 :在给出的实验参数下 , 界面传递应力长度为 0 .18 mm , 最大界面剪切应力的位置在 x 为 0 .11 mm 处 。
维的应力分布推算出这两个参数 。 应力分布的测定
在我们的工作之前未见报道 , 在所见到的论文中仅
对应力分布作某些假设 。
最简单的方法是假定剪切应力(τ)沿整个界面 近似不变 。这样就有下式成立 :
F =2πrl cτ
(1)
式中 F 是脱结合或滑移所需的拉力 , r 为纤维半径 ,
l c 是纤维被包埋的长度 。
— 57 —
方向偏移 。峰位置波数与纤维应变的关系见图 2 , 在 图 2 中表明了它们之间的近似线性关系 。 本项工作 的实验部 分使用 了这个 关系 测定单 纤维 Nicalon/ Pyrex 玻璃复合材料拉出过程中纤维的应变分布 。
图 1 自由 状态和拉伸应变为 1.5%时纤维的拉曼 谱
图 2 拉曼波数 与纤维应变间关系
拉出试验给出最直接的测量值 , 对陶瓷基复合材料
更具吸引力 , 因为纤维拉出是控制这类材料韧性的

CVD法制备碳纳米管的催化剂研究

CVD法制备碳纳米管的催化剂研究

CVD法制备碳纳米管的催化剂研究摘要:CVD法制备单壁碳纳米管时有几个不可忽略的影响因素,其中催化剂的选取与制备极为重要,许多研究者采用不同的催化剂,获得了不同产量与质量的碳纳米管。

本文主要从催化剂的选取和制备方法入手,综述了催化剂对碳纳米管制备的影响。

关键词:碳纳米管;催化剂;制备1991年,日本NEC公司基础研究实验室的电子显微镜专家Iijima在高分辨透射电子显微镜下检验石墨电弧设备中产生的球状碳分子时,意外发现了由管状的同轴纳米管组成的碳分子[1]。

虽然在I-ijima于1991年发现碳纳米管以前,就已经有人制备并观察过碳纳米管[2],但Iijima的这一发现还是在碳化学领域产生了重大影响。

Iijima把碳纳米管推广,使其为世人熟知,推动了科研的进步,科技的发展。

随后,更多的科研工作者投入了对碳纳米管的研究,碳纳米管的优异性能一一被发现,应用领域越来越广阔,同时碳纳米管的制备技术也在不断完善。

特别是1993年单壁碳纳米管同样由石墨电弧法合成[3-4],单壁碳纳米管的发现进一步推动了碳纳米管研究领域的发展。

单壁碳纳米管的结构特点决定了它具有更为独特的性能,是多壁碳纳米管所不能企及的,但同时其制备方法也相应更加困难,生长条件比多壁碳纳米管更加苛刻,例如要求催化剂的粒径更小,反应温度更高。

在众多的碳纳米管制备方法中,CVD法被视为实现连续批量生产碳纳米管最有前途的方法,催化剂在CVD法制备碳纳米管的过程中是必不可少的,它可以降低碳源的分解温度,促进碳纳米管的形核,是制备碳纳米管的关键。

目前多壁碳纳米管的制备工艺相当成熟,采用CVD法已经实现了工业化生产。

而单壁碳纳米管的生产成本还相当高,而且对于一些定向单壁碳纳米管的宏观阵列的制备还不能实现,碳纳米管的生长机理还不够明朗,可控制备还很遥远。

1 催化剂的选取用CVD法制备碳纳米管的关键是催化剂的制备和选择,催化剂作为碳源分解活性中心以及石墨碳沉积中心,对裂解产物的形貌和结构起着至关重要的作用。

毛细铜管封装的内嵌式镀金光纤布拉格光栅温度和应力传感器

毛细铜管封装的内嵌式镀金光纤布拉格光栅温度和应力传感器

DOI:10.12086/oee.2021.200195毛细铜管封装的内嵌式镀金光纤布拉格光栅温度和应力传感器张燕君,高海川,张龙图,刘强,付兴虎*燕山大学信息科学与工程学院,河北省特种光纤与光纤传感重点实验室,河北秦皇岛 066004摘要:为了实现复杂、恶劣环境下工程机械表面无损的应力监测方式,实现对大型工程机械的实时动态监测,提出了基于磁控溅射技术的光纤布拉格光栅(FBG)应力传感器封装方法。

并对完全嵌套(整个栅区嵌套毛细铜管)和两端嵌套(栅区两端嵌套毛细铜管)两种封装方法开展了研究。

从理论分析和有限元仿真的角度比较了传感器的增敏效果,前后结果一致。

制备了传感器实物并进行了温度、应力和对比实验。

仿真实验结果表明,该模型下FBG传感器能提高约7.5%的灵敏度。

温度实验表明第二种封装结构的温度反馈相关系数R2达到了0.99948,在30 ℃∼80 ℃范围内呈现良好的线性度;应力实验的相关系数R2也达到0.99924,灵敏度为6.14 pm/MPa,在该实验搭建的解调系统下精度达到0.05 MPa,可以快速、精确地解调应力。

对比实验表明,光栅解调仪组成的监测系统比应变片组成的监测系统具有更高的精度,最大偏差值减小了59.8%。

嵌套毛细铜管的金属化方式结合有机胶固定的封装结构简单、灵敏度和精度高,可以满足大型工程机械表面无损实时健康监测的需求。

关键词:光纤布拉格光栅;磁控溅射;温度传感器;应力传感器中图分类号:TP253;TP212 文献标志码:A张燕君,高海川,张龙图,等. 毛细铜管封装的内嵌式镀金光纤布拉格光栅温度和应力传感器[J]. 光电工程,2021,48(3): 200195 Zhang Y J, Gao H C, Zhang L T, et al. Embedded gold-plated fiber Bragg grating temperature and stress sensors encapsulated in capillary copper tube[J]. Opto-Electron Eng, 2021, 48(3): 200195Embedded gold-plated fiber Bragg grating temperature and stress sensors encapsulated in capillary copper tubeZhang Yanjun, Gao Haichuan, Zhang Longtu, Liu Qiang, Fu Xinghu*School of Information Science and Engineering, Yanshan University; the Key Laboratory for Special Fiber and Fiber Sensor of Hebei Province, Qinhuangdao, Hebei 066004, ChinaAbstract:In order to realize the non-destructive and real-time dynamic stress monitoring method of the construction machinery surface in complex and harsh environments, a fiber Bragg grating (FBG) stress sensor packaging method——————————————————收稿日期:2020-05-30;收到修改稿日期:2020-09-24基金项目:国家海洋局多功能海洋风电安装平台创新示范项目;国家自然科学基金资助项目(A030802);燕山大学基础研究专项课题培育课题(16LGY017)作者简介:张燕君(1973-),女,博士,教授,主要从事光纤传感与信号处理的研究。

Phomopsin A_结合β-微管蛋白的环状六肽霉菌毒素_64925-80-0_Apexbio

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OC(/C(NC(/C(NC([C@H]1N(C([C@@H]2NC([C@H](C(C)=C)NC([C@@ H](NC)[C@H](C3=CC(O[C@@]2(CC)C)=C(O)C(Cl)=C3)O)=O)=O)=O)CC =C1)=O)=C(CC)/C)=O)=C\C(O)=O)=O
Soluble in DMSO
参考文献: [1]. Hamel E. Natural products which interact with tubulin in the vinca domain: maytansine, rhizoxin, phomopsin A, dolastatins 10 and 15 and halichondrin B. Pharmacol Ther. 1992;55(1):31-51. [2]. Cormier A, Marchand M, Ravelli RB, et al. Structural insight into the inhibition of tubulin by vinca domain peptide ligands. EMBO Rep. 2008 Nov;9(11):1101-6. [3]. Li Y, Kobayashi H, Hashimoto Y, et al. Binding selectivity of rhizoxin, phomopsin A, vinblastine, and ansamitocin P-3 to fungal tubulins: differential interactions of these antimitotic agents with brain and fungal tubulins. Biochem Biophys Res Commun. 1992 Sep 16;187(2):722-9. [4]. Mitra A, Sept D. Localization of the antimitotic peptide and depsipeptide binding site on beta-tubulin. Biochemistry. 2004 Nov 9;43(44):13955-62.

“一体化三维结构碳基纳米复合材料的制备及在金属空气电池中的应用基础研究”项目通过验收

“一体化三维结构碳基纳米复合材料的制备及在金属空气电池中的应用基础研究”项目通过验收

此前已有基于GeSn薄膜结构的光电探测等工作的相关报道,但是GeSn薄膜与Ge缓冲层之间较大的晶格失配严重影响了GeSn薄膜晶体质量,从而导致其相应的光电探测器暗电流较大,不利于实现低功耗应用需求。

上海微系统所研究人员利用分子束外延技术,成功制备出大面积、高密度且高长宽比的Ge纳米线,并利用其作为模板,通过二次沉积法获得了Sn组分可达~10%的GeSn/ Ge双层纳米线结构。

由于纳米线具有柔性且极高的比表面积,能够通过弹性形变的方式自主弛豫释放GeSn/Ge之间晶格失配引入的应力,从而有效抑制GeSn/Ge界面处的缺陷形成。

由于GeSn具有较窄的禁带宽度,因此基于GeSn/Ge双层纳米线的光电探测器件比Ge纳米线光电探测器具有更长的探测波长,延伸到2 μm以上。

为了抑制窄禁带宽度GeSn引起的暗电流增加,研究人员进一步引入具有铁电性的P(VDF-TrFE)离子胶作为栅介质,通过侧栅调控大幅降低了GeSn/Ge双层纳米线光电探测器的暗电流与静态功耗,从而实现了兼具长波长与低暗电流的光电探测,对于拓展Ⅳ族材料纳米线结构在光电探测领域的研究与应用具有重要参考意义。

该论文由中科院上海微系统所信息功能材料国家重点实验室与中科院上海技术物理研究所合作完成。

其中上海微系统所直博生杨悦昆为第一作者,上海微系统所研究员狄增峰和上海技物所研究员王建禄为共同通讯作者,上海微系统所为第一完成单位。

该工作得到国家科技重大专项、中科院前沿科学重点研究项目、国家自然科学基金杰出青年基金、上海市科学技术委员会、中科院战略性先导科技专项等的支持。

“一体化三维结构碳基纳米复合材料的制备及在金属空气电池中的应用基础研究”项目通过验收5月13日,由中国科学院福建物质结构研究所研究员官轮辉承担的福建省自然科学基金杰青滚动支持项目“一体化三维结构碳基纳米复合材料的制备及在金属空气电池中的应用基础研究”通过福建省科技厅组织的专家验收。

项目组针对具有一体化三维结构特征的碳基纳米复合材料的制备与应用的关键科学问题开展研究,取得以下成果:设计掺杂原子与碳的配位方式及调控孔道,制备了具有优异性能的碳复合电催化材料,增加催化剂活性位点数量与暴露度,揭示材料的微结构对催化性能的影响规律;研制基于阴极Fe-N-C催化剂的燃料电池电堆样机,实现该新型碳基纳米复合材料在金属空气电池与燃料电池的应用。

DYNAMIC ALIGNMENT OF WAFERS USING COMPENSATION VAL

DYNAMIC ALIGNMENT OF WAFERS USING COMPENSATION VAL

专利名称:DYNAMIC ALIGNMENT OF WAFERS USING COMPENSATION VALUES OBTAINEDTHROUGH A SERIES OF WAFER MOVEMENTS 发明人:WONG, SCOTT,LIN, JEFFREY,BAILEY,ANDREW, D., III,CHEN, JACK,MOORING,BENJAMIN, W.,HUANG, CHUNG, HO申请号:US2009041730申请日:20090424公开号:WO2009137279A3公开日:20100204专利内容由知识产权出版社提供摘要:Methods and systems to optimize wafer placement repeatability in semiconductor manufacturing equipment using a controlled series of wafer movements are provided. In one embodiment, a preliminary station calibration is performed to teach a robot position for each station interfaced to facets of a vacuum transfer module used in semiconductor manufacturing. The method also calibrates the system to obtain compensation parameters that take into account the station where the wafer is to be placed, position of sensors in each facet, and offsets derived from performing extend and retract operations of a robot arm. In another embodiment where the robot includes two arms, the method calibrates the system to compensate for differences derived from using one arm or the other. During manufacturing, the wafers are placed in the different stations using the compensation parameters.申请人:LAM RESEARCH CORPORATION,WONG, SCOTT,LIN, JEFFREY,BAILEY, ANDREW, D., III,CHEN, JACK,MOORING, BENJAMIN, W.,HUANG, CHUNG, HO代理人:NUNEZ, JOSE, M.更多信息请下载全文后查看。

利用同质缓冲层溅射生长c轴择优取向氮化铝薄膜

利用同质缓冲层溅射生长c轴择优取向氮化铝薄膜

利用同质缓冲层溅射生长c轴择优取向氮化铝薄膜梁俊华;郭冰;刘旭【期刊名称】《浙江大学学报(工学版)》【年(卷),期】2007(041)009【摘要】采用射频反应磁控溅射技术,利用低温低功率下生长的氮化铝(AlN)作为缓冲层,在铟锡复合氧化物(ITO)玻璃衬底上制备出具有良好c轴择优取向的多晶AlN 薄膜.采用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)研究了缓冲层对薄膜结晶特性和表面形貌的影响.结果表明,该缓冲层在提高AlN薄膜结晶质量的同时,薄膜的表面粗糙度由19.1 nm减小到2.5 nm,使薄膜表面更为平滑、致密.剖面扫描电子显微镜(SEM)照片显示AlN晶粒呈高度一致的柱状生长体制.通过分析样品的透射光谱,计算得到AlN薄膜的折射率和消光系数分别为2.018 7和0.007 7.【总页数】5页(P1512-1515,1531)【作者】梁俊华;郭冰;刘旭【作者单位】浙江大学,现代光学仪器国家重点实验室,浙江,杭州,310027;浙江大学,现代光学仪器国家重点实验室,浙江,杭州,310027;浙江大学,现代光学仪器国家重点实验室,浙江,杭州,310027【正文语种】中文【中图分类】TB43【相关文献】1.磁控溅射法制备具有同质缓冲层的PST薄膜 [J], 李敏睿;杜丕一;袁东升;王问斯2.直流溅射缓冲层生长ZnO/Si薄膜 [J], 姚然;朱俊杰;段理;朱拉拉;傅竹西3.用平面磁控溅射低温生长C轴择优取向的AIN薄膜 [J], 刘付德4.射频磁控溅射生长C轴择优取向AlN压电薄膜 [J], 杨保和;徐娜;陈希明;薛玉明;李化鹏5.Si衬底上SrMnO_3缓冲层对La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3薄膜择优取向生长的影响[J], 杜永胜;王波;许仕龙;于敦波;李彤;严辉;张深根因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

内镜下醋酸染色联合窄带光成像在胃癌早期诊断中的病理一致性研究

内镜下醋酸染色联合窄带光成像在胃癌早期诊断中的病理一致性研究

内镜下醋酸染色联合窄带光成像在胃癌早期诊断中的病理一致性研究张姗姗;高万举;吴海鹏【期刊名称】《四川生理科学杂志》【年(卷),期】2024(46)4【摘要】目的:研究内镜下醋酸染色联合窄带光成像(Narrow band light imaging,NBI)在胃癌早期诊断中的病理一致性。

方法:选取2021年1月至2022年12月期间本院收治的127例疑似早期胃癌患者作为研究对象。

所有研究对象均需接受常规胃镜、单纯NBI、NBI联合内镜下醋酸染色检查。

比较三种检查图像清晰度;以病理检查为“金标准”,分析三种检查方式检出率、诊断价值,及与病理检查的一致性。

结果:经病理检查确诊早期胃癌患者118例。

病变轮廓、黏膜腺管开口、浅表毛细血管结构3分图像清晰度占比:NBI联合内镜下醋酸染色检查>单纯NBI>常规胃镜,组间比较有统计学意义(P<0.05)。

常规胃镜检出99例,单纯NBI检出103例,NBI联合内镜下醋酸染色检出115例。

NBI联合内镜下醋酸染色检查灵敏度、特异度、诊断符合率、阳性预测值(Positive predictive value,PPV)及阴性预测值(Negative predictive value,NPV)均显著高于单纯NBI、常规胃镜检查(P<0.05)。

经Kappa检验,NBI联合内镜下醋酸染色检查与金标准的一致性高于常规胃镜、单纯NBI(P<0.05)。

结论:内镜下醋酸染色联合NBI可清楚显示胃癌早期微血管、微腺管等形态,优于单纯NBI检查及常规检查,且与早期胃癌的病理检查具有极好的一致性。

两者联合在早期胃癌诊断中具有较高的诊断价值。

【总页数】4页(P797-799)【作者】张姗姗;高万举;吴海鹏【作者单位】安阳市肿瘤医院内镜室【正文语种】中文【中图分类】R73【相关文献】1.内镜窄带成像技术联合醋酸染色对早期胃癌的诊断价值2.内镜窄带成像联合醋酸及亚甲蓝染色在早期胃癌及癌前病变中的诊断价值3.内镜窄带成像联合醋酸及靛胭紫染色在早期胃癌及癌前病变诊断中的应用价值4.内镜窄带成像联合醋酸及亚甲蓝染色在早期胃癌及癌前病变的诊断价值5.内镜下醋酸染色联合窄带光成像在早期胃癌及癌前病变诊断中应用研究因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

不同膦酸改性氧化锆色谱固定相的性能研究

不同膦酸改性氧化锆色谱固定相的性能研究

不同膦酸改性氧化锆色谱固定相的性能研究
邓江峰;姚礼峰;靳素荣;沈强;张联盟
【期刊名称】《武汉理工大学学报》
【年(卷),期】2008()3
【摘要】通过红外、元素分析对2种不同类型的膦酸化合物改性氧化锆的改性条
件和改性机理进行了研究,结果表明:十二烷基膦酸(DPA)通过Lewis酸碱作用改性,室温浸泡即可达到满意的吸附量;而具有螯合结构的十二胺-N,N-二亚甲基膦酸(DDPA)与氧化锆结合时存在较强的络合作用,最佳改性条件为酸性条件下加热回流。

2种膦酸改性氧化锆固定相都具有较好的疏水性,但由于吸附方式的不同,DDPA-ZrO2具有较强的阳离子交换作用和阴离子屏蔽作用,能更有效地用于极性化合物的分离。

【总页数】4页(P8-10)
【关键词】膦酸;氧化锆;高效液相色谱;表面改性
【作者】邓江峰;姚礼峰;靳素荣;沈强;张联盟
【作者单位】武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室;武汉理工大学理学院【正文语种】中文
【中图分类】O657.7
【相关文献】
1.苄基膦酸改性氧化锆固定相的制备和性能评价 [J], 邓江峰;沈强;姚礼峰;张联盟
2.碱基在十二胺-N,N-二亚甲基膦酸改性氧化锆固定相上色谱行为的研究 [J], 姚
礼峰;冯钰锜;达世禄
3.羧基膦酸改性氧化锆固定相的制备及其色谱性能 [J], 姚礼峰;靳素荣;王志花;冯钰锜;达世禄
4.十二烯基丁二酸改性氧化锆色谱固定相性能研究 [J], 姚礼峰;靳素荣;冯钰锜;达世禄
5.1-萘甲膦酸改性氧化锆固定相分离芳胺类化合物的色谱性能研究 [J], 张淑琼;李烃;邹凤平;余琼卫;冯钰锜
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Many experiments have studied the equilibrium alignment of SWNTs in magnetic fields.3,6,21,22 More recent experiments have explored the chirality dependence of SWNT alignment to extract the SWNT species specific magnetic susceptibilities.8 Linear dichroism spectroscopy has a well-developed history of application to both steady state and dynamic situations, such as the flow-induced alignment of fibrils23 and the magnetic-field-induced alignment of polyethylene and carbon fibers.24 However, to date no one has studied the dynamic effects of alignment of SWNTs. Defined as the difference between the absorbance of light polarized parallel (A ) and perpendicular (A⊥ ) to the orientational director of a system, n ˆ , linear dichroism (LD) is a measure of the degree of alignment of any solution of anisotropic molecules.25 ExperiБайду номын сангаасentally, the sign of LD gives qualitative information about the relative orientation of 3
Jonah Shaver 1,† , A. Nicholas G. Parra-Vasquez 2,† , Stefan Hansel 3,4 , Oliver Portugall 4 , Charles H. Mielke 5 , Michael von Ortenberg 3 , Robert H. Hauge 6 , Matteo Pasquali 2 , and Junichiro Kono 1,∗ Department of Electrical and Computer Engineering, Rice University, Houston, Texas 77005; 2 Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Rice University, Houston, Texas 77005; 3 Institut f¨ ur Physik, 4 Humboldt-Universit¨ at zu Berlin, Berlin, Germany; Laboratoire National des Champs Magn´ etiques Puls´ es, 31400 Toulouse, France; 5 National High Magnetic Field Laboratory, Los Alamos, New Mexico 87545; 6 Department of Chemistry, Rice University, Houston, Texas 77005 August 15, 2008
1
Abstract We have measured the dynamic alignment properties of singlewalled carbon nanotube (SWNT) suspensions in pulsed high magnetic fields through linear dichroism spectroscopy. Millisecond-duration pulsed high magnetic fields up to 56 T as well as microsecond-duration pulsed ultrahigh magnetic fields up to 166 T were used. Due to their anisotropic magnetic properties, SWNTs align in an applied magnetic field, and because of their anisotropic optical properties, aligned SWNTs show linear dichroism. The characteristics of their overall alignment depend on several factors, including the viscosity and temperature of the suspending solvent, the degree of anisotropy of nanotube magnetic susceptibilities, the nanotube length distribution, the degree of nanotube bundling, and the strength and duration of the applied magnetic field. In order to explain our data, we have developed a theoretical model based on the Smoluchowski equation for rigid rods that accurately reproduces the salient features of the experimental data.
where B is the magnetic field, N is the number of carbon atoms in the SWNT, kB is the Boltzmann constant, and T is the temperature of the solution. A significant fraction of nanotubes in the solution will align with B when the alignment energy is greater than the randomizing energy, i.e., when ξ > 1. Using u and the angle (θ) between a SWNT and the aligning magnetic field, an angular distribution function,21 P (θ), in thermal equilibrium can be calculated as 2 2 e−ξ sin θ sin θ dP (θ) . (2) = π/2 2 dθ e−ξ2 sin θ sin θdθ
the SWNT parallel to the field. Metallic SWNTs are predicted to be paramagnetic (diamagnetic) parallel (perpendicular) to their long axes (χ > 0, χ⊥ < 0) and thus also align parallel to the applied field. For ∼1-nm-diameter nanotubes, the values for the magnetic anisotropy, ∆χ = χ⊥ − χ , calculated by an ab initio method are between 1.2 and 1.8 × 10−5 emu/mol, depending on the tube chirality,20 which are similar to the values calculated by a k · p method (1.9 × 10−5 emu/mol)19 and by a tight-binding method (1.5 × 10−5 emu/mol).18 These values are consistent with recently-reported experimental values, measured with steady-state optical methods.5,8 The degree of alignment of SWNTs in a magnetic field can be conveniently characterized by the dimensionless ratio of the alignment potential energy and the thermal energy, ξ= B 2 N ∆χ kB T (1)
arXiv:0808.2205v1 [cond-mat.mes-hall] 15 Aug 2008
Alignment Dynamics of Single-Walled Carbon Nanotubes in Pulsed Ultrahigh Magnetic Fields
August 15, 2008
Single-walled carbon nanotubes (SWNTs), rolled up tubes of graphene sheets, are unique nano-objects with extreme aspect ratios, which lead to unusually anisotropic electrical, magnetic, and optical properties. They can be individually suspended in aqueous solutions with appropriate surfactants,1 and such suspended SWNTs behave roughly as rigid rods undergoing Brownian motion.2 In the absence of external fields, their orientation angles are randomly distributed. However, when placed in a perturbing field, suspended SWNTs will align parallel to the field lines due to their anisotropic properties. The steady state alignment of SWNTs in magnetic,3–8 electric,9 flow,10–13 and strain fields14 has been characterized in many recent studies. Though mentions of dynamic alignment have been made,15,16 to date there are no comprehensive studies. Here we present the first combined experimental and theoretical study that provides fundamental insight into the hydrodynamic motion of these highly-anisotropic nano-objects. The magnetic susceptibilities of SWNTs of different diameters, chiralities, and types have been theoretically calculated using different methods.17–20 Semiconducting SWNTs are predicted to be diamagnetic (χ < 0) both parallel ( ) and perpendicular (⊥) to their long axis, but the perpendicular susceptibility is predicted to have a larger magnitude (|χ⊥ | > |χ |), aligning 2
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