带电聚合电介质表面吸附理论研究

摘要：应用聚合电介质吸附的定标理论,根据介质和表面电介质常数的比率,考虑多化合价吸附电介质之间强相关性作用,我们提出一种表面排斥电荷的近似定标理论方法,根据这种方法把电介质表面吸附层的相图分为本质上不同的两大类。从相图可知：当表面电荷密度低（或体带相反电荷离子密度高）,这时表面和体带相反电荷离子密度几乎相同;一旦表面电荷密度足够高,就使带相反电荷的离子在表面上浓缩。据此,可确定在这个区域内,低化合价聚合电介质形成一个相关的多链状态,当化合价足够高时,由于近邻链之间的更强排斥增强,使状态转变成单链。     

带电聚合电介质表面吸附理论研究

应用聚合电介质吸附的定标理论,根据介质和表面电介质常数的比率,考虑多化合价吸附电介质之间强相关性作用,我们提出一种表面排斥电荷的近似定标理论方法,根据这种方法把电介质表面吸附层的相图分为本质上不同的两大类。从相图可知：当表面电荷密度低（或体带相反电荷离子密度高）,这时表面和体带相反电荷离子密度几乎相同;一旦表面电荷密度足够高,就使带相反电荷的离子在表面上浓缩。据此,可确定在这个区域内,低化合价聚合电介质形成一个相关的多链状态,当化合价足够高时,由于近邻链之间的更强排斥增强,使状态转变成单链。     

近红外磁表面等离激元单向波导

基于电介质-旋电介质的磁表面等离激元（SMPs）模型,从色散方程出发,理论分析了存在表面波时旋电介质介电张量和电介质介电系数的关系,以实现单向传输的SMPs。提出Ce∶YIG/Ag超构旋电材料,根据有效介电张量理论构造满足SMPs条件的旋电介质的介电张量。分析了电介质-旋电介质表面波的色散特性,利用有限元方法对电介质-超构旋电介质模型的传输特性进行了仿真计算,在施加常规磁场（0.2 T）情况下实现了工作于近红外波段的SMPs单向传输,并在该结构中引入缺陷。仿真结果表明该SMPs单向波导具有很好的鲁棒性。     

蘇聯的电介質和半导体研究工作

一.电介质 在本世纪的初年,电机工程上所用的全部材料可以分成两类:导体和绝缘体或电介质。大家知道,并不是所有的电介质都是完全的绝缘体;在电介质中亦有电流流过;这样的电流已在十九世纪末年为法国物理学家Fousserau和JacquesCurie研究过。二十世纪初年,电介质的研究在德国和俄国得到很大的发展。电流在电介质中所显现的特殊性使人们认为这样的电流仅仅是电介质的反常(表徵弹性反常和磁性反常的落后、滞后等现象)。     

基于双电介质层的棱镜表面等离子共振传感的研究

为了提高表面等离子共振系统的分辨率,提出了一种五层结构的表面等离子共振效应的激励模型:棱镜基底-银膜-电介质层1-电介质层2-待测介质.采用薄膜光学和波导理论,讨论了银和双电介质层复合而成的共振薄膜对表面等离子共振效应的激励机理与调制特性的作用.借助有限元分析方法,数值模拟得到双电介质表面等离子共振激励模型的共振光谱.分析结果表明,当待测介质折射率相同时,双电介质表面等离子共振激励模型共振光谱的半峰宽约为传统棱镜表面等离子体共振的0.1倍,理论计算得到双电介质表面等离子共振激励模型的系统分辨率相较于传统棱镜表面提高了5.4倍.以乙二醇溶液为待测样本,分析得到传感器的灵敏度约为7.2°/RIU,品质因数约为465,证明了该结构设计的可行性,为设计高分辨率和高品质因数的传感系统提供了理论参考.     

氢负离子在电介质球面附近的光剥离研究

利用镜像法结合半经典闭合轨道理论,对氢负离子在电介质球面附近的光剥离进行了研究.首先利用镜像法分析了剥离电子在电介质球内的镜像电荷分布情况,然后给出了体系的哈密顿量.通过求解哈密顿正则方程,找到了剥离电子在电介质球面附近运动时的闭合轨道.借助于半经典闭合轨道理论,推导出了体系的光剥离截面,并且对光剥离截面进行了计算和分析.计算结果表明,氢负离子在电介质球面附近的光剥离截面不仅与入射光子的能量有关,而且还与电介质球面的介电常数有关.对于给定的电介质球面,随着入射光子的能量增加,光剥离截面的振荡振幅减小、振荡频率增加.当入射光子的能量增加到某一临界值时,光剥离截面的振荡结构消失.除此之外,随着电介质球面介电常数的增大,光剥离截面的振荡结构变得更加复杂.当电介质常数增大到无穷大时,体系的光剥离截面和氢负离子在金属球面附近的光剥离截面一致.因此,可以通过改变入射光子的能量及电介质球面的介电常数对氢负离子在电介质球面附近的光剥离截面进行调控研究.研究结果对负离子体系在电介质球面附近的光剥离的实验研究可以提供一定的理论指导和参考价值.     

原子在两个平行镜面间两层电介质板中的自发辐射率

利用光子的闭合轨道理论,我们研究了原子在两个平行镜面间两层电介质板（折射率分别为n1,n2）中的自发辐射率. 自发辐射率呈现出多周期的振荡结构。自发辐射率的傅立叶变换中的每一个峰和光子从原子出发到返回原子的一条闭合轨道相对应。结果表明自发辐射率和两层电介质的宽度和折射率有关。和只有一层电介质的辐射率比较,当两层电介质的折射率n1 和 n2 差别很小时, 两层电介质之间分界面的反射效应可以忽略;但是当二者的差别很大时,发射效应变得非常重要且自发辐射率中的振荡减弱。本文的结果为原子在不同电介质间的自发辐射率的研究提供了新的理解。     

电介质损耗理论

本文用全Wigner函数导出含有两个参数的跃迁几率分布函数,解释了Jonscher的电介质损耗经验公式,改进了Ngai电介质损耗理论。 关键词：     

氢负离子在磁场和电介质表面附近光剥离的研究

利用闭合轨道理论, 研究了变化的磁场和不同电介质表面对氢负离子光剥离截面的影响, 并推导出了该体系下的光剥离截面公式. 结果发现, 氢负离子的光剥离截面不仅与磁场的强度有关, 而且还与电介质常数有关. 当氢负离子到电介质表面的距离和电介质常数一定时, 体系的光剥离截面中的振荡随磁场的变化而明显变化. 随着磁场强度的 增大, 体系的闭合轨道数目增多, 光剥离截面的振荡越来越复杂. 当氢负离子到电介质表面的距离和磁场强度一定时, 电介质常数的变化对光剥离截面的影响也很重要, 随着电介质常数的增大, 体系的闭合轨道数目增多, 光剥离截面的振荡也变得越来越复杂. 因此, 可以通过改变磁场强度和电解质常数来调整负离子的光剥离截面. 此结果 对于研究负离子体系在表面附近和外场中的光剥离问题具有一定的参考价值.     

GaAs电介质表面对剥离电子通量分布影响的数值研究

利用半经典开轨道理论,研究了GaAs电介质表面对氢负离子在磁场中的光剥离干涉图样的作用,推导并计算了本体系下的光剥离电子流通量,主要研究GaAs电介质表面到离子的距离不同对电子通量的影响。结果表明,电介质表面到离子的距离可以改变电子通量分布中的振荡结构,影响探测平面上形成的干涉图样的分布。因此,可以通过改变电介质表面到离子的距离来调控剥离电子的通量和干涉图样分布。     

第六届全国电介质物理暨第二届全国工程电介质学术会议简讯

第六届全国电介质物理学术会议和第二届全国工程电介质学术会议于1991年10月21—25日在西安联合召开.会议由西安交通大学承办.参加会议的代表共131人,来自全国各地的大学、研究所和工厂等50余个单位. 会上共交流论文119篇(已汇编成论文集一本),内容涉及电众质理论、单晶、多晶(陶瓷)、聚合物薄膜、铁电液晶、生物电介质、电介质性质测试技术、电介质的工程应用等方面.会上作了七篇大会报告,着重介绍了功能陶瓷、工程电介质、驻极体、铁电液晶等的最新发展动向,对学科前沿领域进行了广泛交流.引起了与会者很大的兴趣.与会者还参观了西安交通…     

面向高性能摩擦纳米发电机的电介质材料

摩擦纳米发电机(triboelectric nanogenerator, TENG)作为微纳电源或自取能传感器近年来在多领域表现出广阔的应用潜力. TENG的输出性能提升与作为摩擦起电层的电介质材料接触起电特性密切相关.本文首先介绍了TENG及其电介质摩擦起电层的相关基础理论和模型;其次,阐述了TENG电介质材料的选材、改性(表面改性、体改性)和结构设计策略,其中表面改性和体改性涉及表面粗糙度控制、官能团调控、电介质材料介电参数优化,在电介质的结构设计方面,重点介绍了电荷传输层、捕获层、阻挡层的原理及通过多层结构来提高TENG介电性能的典型方法;最后,强调了本领域发展面临的挑战和未来发展趋势,为面向高性能TENG的纳米电介质材料开发提供参考.     

2π工作模式下可调谐同轴辐射相对论磁控管的模拟研究

采用三维粒子模拟,开展了2π工作模式下同轴辐射相对论磁控管的频率调谐研究.利用在互作用区的谐振腔中填充固体电介质来实现器件的频率调谐.通过改变电介质的相对介电常数以及内半径考察了所研究的同轴辐射相对论磁控管的工作频率、平均输出功率以及效率的变化情况,并对电介质的频率调谐作用进行了简单的理论分析.模拟结果表明:在不改变基本结构参数以及工作点的情况下,仅调整固体电介质的相对介电常数或内半径实现了所研究的同轴辐射相对论磁控管S波段到L波段的跨频段调谐;电介质的插入同时也改善了输出性能,当相对介电常数在6–15且内半径在4.18–4.40 cm之间时,功率效率得到提升,提升幅度可达80%,单边调谐宽度小于55%. 关键词： 频率调谐 同轴辐射磁控管 粒子模拟 高功率微波     

书讯:《纳秒脉冲固体电介质击穿特性及机理》北大核心CSCD

对于大多数高压电气设备,固体电介质是不可缺少的组成部分,其作用包括机械支撑和电气绝缘两方面,提高固体电介质的绝缘能力具有重要意义。然而对于固体电介质体击穿现象,其研究还有待进一步加深,特别是在微秒和纳秒等短脉冲条件,固体电介质的击穿呈现出与静态或工频不同的现象,使得这一研究变得更为复杂。此外,随着脉冲功率技术的迅猛发展,如何评估和设计绝缘结构,使其具有满足使用要求的寿命也是在建立脉冲功率装置时非常关心的问题。     

中国物理学会2003年学术活动计划

序号会议名称内容日期人数地点联系单位(人)邮编1第十届全国电介质物理与功能材料学术会议电介质物理基础理论、单晶电介质与应用等1月3-8日50黑龙江哈尔滨雷清泉 哈尔滨理工大学Tel:0451-2139116E\|mail:lei_qingquan@sina.com)1500402颗粒物质研讨会对颗粒物质在微观、宏观的理论描述,颗粒物质相变与动力学研究等2月17-21日50北京厚美瑛 中国科学院物理研究所Tel:82649089E\|mail:mayhou@aphy.iphy.ac.cn赵维琴(中国高等科技中心)Tel:6256935710008032003年海峡两岸磁性物理、材料和应用研讨会凝聚态磁性理论和计算机物理、自旋电子学与…     

固体电介质的电老化与击穿新理论和实验

根据一级捕获动力学方程,导出高电场下固体电介质中新陷阱产生的动力学理论,从该理论出发,以陷阱密度增加到一定程度作为介质发生电击穿的临界条件,获得高电场下电介质的寿命与电场的指数成正比,这一理论结果与广泛应用的电老化经验公式一致,也与实验结果相符。 关键词：     

电介质及其在经济建设中的重要作用

一、电介质物理的发展简史 人们习惯于把电导为零(绝缘体)或禁带很宽的物质称为电介质.但电介质更确切的定义是在电场作用下发生极化的物质,或者说是靠感应而不是靠传导传递电能的物质. 电介质的研究虽然已有150多年的历史,但系统深入的研究,还是从本世纪开始.这是由于经济建设的需要,工作电压越来越高,到处尖锐地存在着怎样绝缘的问题;由于微波和雷达技术的出现,要求在微波频率下损耗更小的介质作为天线及其它功能元件;激光与极性电介质有很密切的关系,例如铁电体和压电体的电光效应和非线性光学效应,已在激光的研究、发展和应用中起到很重…     

聚丙烯/氧化铝纳米电介质的陷阱与直流击穿特性

聚丙烯电介质的直流击穿场强是影响其储能密度的关键因素,纳米氧化铝掺杂是一种提高聚合物电介质击穿场强的有效方法,因此有必要开展聚丙烯/氧化铝纳米电介质直流击穿特性的研究.为了探究其直流击穿机理,通过熔融共混法制备了聚丙烯/氧化铝纳米电介质试样,观察了其显微结构,并对其表面电位衰减特性、体电阻率和直流击穿场强进行了测试.实验结果表明,随着纳米氧化铝含量的增加,深陷阱能级和密度、体电阻率和直流击穿场强都呈现先升高后降低的趋势,当纳米氧化铝含量为0.5 wt%时出现最大值,其中,直流击穿场强相比于未掺杂时可提高27%左右.根据纳米电介质交互区模型,分析了聚丙烯/氧化铝纳米电介质的显微结构和陷阱参数之间的关系.基于空间电荷击穿理论,利用陷阱参数对聚丙烯/氧化铝纳米电介质直流击穿机理进行了探讨.认为交互区为聚丙烯/氧化铝纳米电介质提供了更多深陷阱,而深陷阱能级和密度在较高纳米掺杂量时出现不同程度的降低可能是由双电层模型交互区重叠所致;深陷阱能级和密度的增加可降低载流子的注入量,进而提高其体电阻率和直流击穿场强.     

一种带有支节的MIM型表面等离子体T型分束器

基于金属-电介质-金属结构,提出了一种带有支节的表面等离子体T型分束器,采用有限时域差分法研究其透射率与结构参量之间的关系.计算结果表明:改变T型波导中支节的宽度和长度,输出波导表面等离子体功率周期性变化;改变支节在T型波导支路中的纵向位置,金属-电介质-金属波导中表面等离子体分束比周期性变化;当分束比达到最大(或最小)时,T型分束器实现表面等离子体的定向传播.此外,采用表面等离子体干涉理论解释了分束比呈周期性变化的原因.     

介电极化新概念--边界屏蔽理论

熟知的介电极化只是一种快效应,还有一种慢效应。慢极化效应使电介质的极化偏离了麦克斯韦方程组描述的规律,引入边界屏蔽电荷的概述２来描述介质的极化过程,可以固避电介质内部复杂的电位移运动,从而能用屏蔽电荷激发的量子统计理论来说明驻极体和铁电体的许多性质。