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复杂晶格动力学与能源材料的中子散射研究 被引量：1
1
作者 任清勇 王建立 +2 位作者 李昺 马杰 童欣 《物理学报》 北大核心 2025年第1期7-27,共21页
晶格动力学是众多前沿能源材料的重要物理基础.许多优秀的能源材料具有亚晶格嵌套结构,其晶格动力学非常复杂,这给理解材料的物理机制带来了巨大挑战.中子散射技术兼具高的能量和动量分辨率,可以同时表征物质结构和复杂晶格动力学,近年... 晶格动力学是众多前沿能源材料的重要物理基础.许多优秀的能源材料具有亚晶格嵌套结构,其晶格动力学非常复杂,这给理解材料的物理机制带来了巨大挑战.中子散射技术兼具高的能量和动量分辨率,可以同时表征物质结构和复杂晶格动力学,近年来在研究能源材料物理机制方面发挥了重要作用.本文首先详细介绍了能源材料研究中常用的几种中子散射技术,包括中子衍射、中子全散射、准弹性中子散射以及非弹性中子散射等.然后,综述了近年来以中子散射为主要表征方法在能源材料领域所取得的一些重要研究进展,包括超离子热电材料中的超低晶格热导率、固态电解质中的离子扩散机制、压卡材料中的塑晶态相变与构型熵、光伏材料中的晶格非谐性与载流子输运以及磁卡制冷材料中的一级磁-结构相变等.在这些能源转换与存储材料中,晶格动力学并不是独立起作用的,它们在宏观物理性质中的作用总是通过不同自由度如亚晶格、电荷、自旋等的复杂关联作用或相互耦合来实现的.通过这些典型实例,希望为能源材料与晶格动力学的进一步深入研究提供参考. 展开更多
关键词 中子散射 热电材料 固态电解质 热卡效应
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垂直腔面发射激光器数字驱动电路设计
2
作者 卫英泽 廖英 +5 位作者 周建斌 童欣 叶凡 李松松 罗朋奎 黎荣锋 《激光与红外》 北大核心 2025年第1期18-25,共8页
垂直腔面发射激光器(VCSEL)是原子磁强计和原子钟等光学量子仪器的核心部件,其输出激光的稳定性将直接影响仪器的测量精度和灵敏度等关键参数。本文介绍了一种以ZYNQ7010为控制核心的VCSEL数字驱动电路,该电路使用XTR111芯片提供VCSEL... 垂直腔面发射激光器(VCSEL)是原子磁强计和原子钟等光学量子仪器的核心部件,其输出激光的稳定性将直接影响仪器的测量精度和灵敏度等关键参数。本文介绍了一种以ZYNQ7010为控制核心的VCSEL数字驱动电路,该电路使用XTR111芯片提供VCSEL所需的高稳定电流,并通过MAX1978芯片控制VCSEL内部集成的半导体制冷器(TEC)实现高精度温控。实验结果表明,本文设计的驱动电路可输出0~2 mA的线性可调电流,调节精度优于0.04 mA,TEC的温控精度优于0.1℃;最终在1.325 mA的驱动电流和63℃的工作温度下,VCSEL的最大输出功率漂移和波长漂移分别为0.001 mW和0.004 nm。该数字驱动电路可满足原子磁强计等高精度测量仪器对光源驱动的需求。 展开更多
关键词 光电子学 驱动电路 MAX1978 温度控制 XTR111 恒流驱动
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中子散射技术在Zintl相化合物热导率研究中的应用
3
作者 张翠萍 朱金峰 +3 位作者 沈晓玲 舒明方 任清勇 马杰 《物理学报》 北大核心 2025年第1期41-62,共22页
Zintl相化合物因为其独特的晶体结构和优异的输运性能,在能源存储及转换领域尤其是热电材料应用中受到广泛关注.为了理解Zintl相化合物优异热电性能起源,科研工作者们利用中子散射技术结合分子动力学模拟,对晶格热导和电声耦合效应展开... Zintl相化合物因为其独特的晶体结构和优异的输运性能,在能源存储及转换领域尤其是热电材料应用中受到广泛关注.为了理解Zintl相化合物优异热电性能起源,科研工作者们利用中子散射技术结合分子动力学模拟,对晶格热导和电声耦合效应展开研究,取得了一系列成果.本文系统总结了中子散射对一些Zintl相化合物的结构及其晶格动力学的相关研究工作,按照零维A_(14)MPn_(11)型化合物、一维链状化合物、二维层状AB2X2型化合物和其结构变体AB_(4)X_(3)型化合物,层状ZrBeSi结构Zintl相化合物的顺序依次梳理了其低晶格热导率的物理起源.通过中子衍射技术探讨了晶体结构、原子位移参数等信息;围绕中子非弹性散射实验,探讨了声子态密度的测量方法及其对Zintl相化合物动力学性质的研究.在深入认识Zintl相化合物的同时,揭示了其微观结构和优化材料性能,以期对设计新型热电功能材料具有一些启发. 展开更多
关键词 热电效应 Zintl相合金 晶格热导率 中子散射
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POD和DMD方法对燃料棒流致振动特性的分析
4
作者 闵光云 姜乃斌 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2162-2172,共11页
燃料棒的流致振动是造成燃料失效和反应堆停堆的重要因素之一,研究其流致振动机理非常必要。本文建立了燃料棒的高保真有限元模型,基于ANSYS Batch和随机振动理论批量计算了不同支撑刚度下燃料棒的流致振动响应,并搭建了1个流致振动响... 燃料棒的流致振动是造成燃料失效和反应堆停堆的重要因素之一,研究其流致振动机理非常必要。本文建立了燃料棒的高保真有限元模型,基于ANSYS Batch和随机振动理论批量计算了不同支撑刚度下燃料棒的流致振动响应,并搭建了1个流致振动响应数据库。该数据库采用不同支撑刚度值来模拟和检查燃料棒可能遇到的情况。基于数据库组装快照矩阵,采用两种数据驱动方法(POD方法和DMD方法)搭建了1个高保真降阶模型(ROM),该ROM能够实现流致振动响应的快速重构。对比了POD方法和DMD方法重构燃料棒流致振动响应的效果以及各自的优点和缺点。研究发现:使用相同数量的模态重构燃料棒的流致振动响应时,POD方法的重构效果优于DMD方法;基于相同数量的模态重构时,刚度为1 N/mm的重构效果最差,这主要是因为刚度越小,频率越小,系统的振幅越大,需要更多数量的模态才能捕捉大幅振动带来的影响;DMD方法不仅能够高效地重构燃料棒的振动响应,还能够判断每个DMD模态的稳定性。 展开更多
关键词 POD DMD 流致振动 模态 燃料棒
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CSNS中子散射高温炉标定与优化研究
5
作者 张纯纯 胡海韬 +8 位作者 段钰锋 袁宝 白波 黄志强 王光 李海洋 程辉 林权 童欣 《热科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期311-316,共6页
介绍了中国散裂中子源一期1 000.0℃中子散射金属箔元件高温炉的加热结构、温度测试结果与优化方案。温度测试结果显示控制点与样品点存在温差,控温过程存在温度过冲问题。通过对控制点与样品点进行温度标定,获得温度标定曲线与公式,实... 介绍了中国散裂中子源一期1 000.0℃中子散射金属箔元件高温炉的加热结构、温度测试结果与优化方案。温度测试结果显示控制点与样品点存在温差,控温过程存在温度过冲问题。通过对控制点与样品点进行温度标定,获得温度标定曲线与公式,实现了控制点温度与样品温度的良好一致性,最大控温误差由60.0减少至20.0℃;通过升温、降温测试,调节控温参数与控温点,减少了样品点的温度过冲,缩短了大量加热及平衡耗时,提高了实验效率。 展开更多
关键词 高温炉 中子散射 温度标定 控温优化
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中国散裂中子源4K低温恒温器研制及测试 被引量：1
6
作者 白波 胡海韬 +6 位作者 袁宝 林权 黄志强 罗万居 叶凡 程辉 童欣 《低温与超导》 CAS 北大核心 2023年第7期1-6,共6页
中国散裂中子源(CSNS)中子谱仪的运行离不开低温设备提供的低温样品环境,考虑到中子散射的特殊性,样品处不能放置温度计,所以需要对样品温度进行校核。校核结果显示部分低温恒温器样品座测点温度与实际样品温度存在差值。针对该问题,对... 中国散裂中子源(CSNS)中子谱仪的运行离不开低温设备提供的低温样品环境,考虑到中子散射的特殊性,样品处不能放置温度计,所以需要对样品温度进行校核。校核结果显示部分低温恒温器样品座测点温度与实际样品温度存在差值。针对该问题,对样品区域进行热工分析及建模求解后,给出了样品区匀温恒温器设计方案。据此CSNS样品环境组设计组装了一套匀温恒温器,该恒温器的温度测试结果显示,4~300 K之间样品温度与测点温度差值在±3 K之内,另外也对300~800 K之间减少样品温差的方案进行了计算和测试。样品区匀温恒温器的研制满足了CSNS对样品测温准确的要求,也对类似设备的匀温方案提供了一定参考,有助于大科学装置设备的国产化。 展开更多
关键词 散裂中子源 低温恒温器 匀温设计
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