1 湖南大学 深圳研究院, 深圳 518057
2 湖南大学 智能激光制造湖南省重点实验室, 长沙 410082
3 深圳吉阳智能科技有限公司, 深圳 518101
为了探究负极极片复合材料的切割性质, 采用有限元模型, 对激光切割锂离子电池负极极片复合材料温度场进行数值模拟计算。由温度场分布取得了负极切缝宽度与切缝深度的尺寸大小, 从中研究激光功率、切割速率和光斑半径对负极表层材料切缝宽度与切缝深度的影响。结果表明, 负极表层切缝宽度随激光功率和光斑半径的增加而增大, 随切割速率增大而减小;切缝深度随激光功率增加而增大, 随切割速率和光斑半径增大而减小。切割至中间铜箔后, 切缝深度变化速率趋缓, 负极材料的复合结构对切缝深度存在明显影响;在功率为170W、光斑半径为47μm、切割速率变化至600mm/s左右时,效果最为明显, 切割深度在该参量下达到60μm, 且突破这一阈值后增长速率得到明显提升直至极片完全切断。这一结果可为激光应用于锂离子电池极片复合材料切割提供参考。
激光技术 激光切割 温度模拟 电极极片 laser technique laser cutting temperature simulation electrode anode
1 凯里学院 理学院,凯里 556011
2 凯里学院 大数据工程学院,凯里 556011
3 贵州师范学院 物理与电子科学学院,贵阳 550018
以6-311++G(3df,3pd)为基组,采用B3LYP方法研究了不同外电场(-0.05～0.05 a.u.)对CHF=CHF基态分子的几何参数、总能量、电偶极矩、电荷分布、最高占据轨道(HOMO)能级、最低占据轨道(LUMO)能级及能隙的影响,在优化构型的基础上,使用相同的基组和同等强度的外电场,采用CIS-DFT方法研究了CHF=CHF分子前8个激发态的激发能 、跃迁波长和振子强度。结果表明:CHF=CHF的几何参数随电场强度大小及方向变化明显。电场由-0.05 a.u.变化至0.05 a.u.时,体系的总能量先增加后减少;偶极矩先减少后增加;HOMO能级不断减小,而LUMO能级先增大后减少;能隙先增加后减少。激发态的激发能、跃迁波长和振子强度随电场变化较为复杂。
分子结构 外电场 基态 激发态 CHF=CHF CHF=CHF molecular structure external electric field ground state excited states
1 贵州大学纳米光子物理研究所, 光电子技术与应用省重点实验室, 贵州 贵阳 550025
2 中国科学院地球化学研究所, 矿床地球化学国家重点实验室, 贵州 贵阳 550003
用脉冲激光制备纳米硅的过程中，在Purcell腔中会形成等离子体晶格结构，这是等离子体激元与光子相互作用的结果，其形成的等离子体晶格与Wigner晶体结构很相似。利用光致发光光谱研究局域态发光特征从而去控制纳米硅结构的发光，在氧气或氮气环境下制备纳米硅样品，由于表面键合作用形成电子局域态会产生几个特征发光峰，分别位于560、600 和700 nm 附近。在氧气环境下用激光照射硅晶片形成硅量子点，可以观察到样品的拉曼光谱随着测量温度的增加而产生频谱移动，这个过程伴随着声子能量的变化。温度较高时，光致发光峰强度下降，同时发射频谱变宽。在77 K 时，可以观察到光致发光峰的红移，这表明局域态发光在纳米硅发光的激活起着重要作用。在带隙中产生的局域态取决于表面键合的情况，表面键合可以激活硅量子点而增强发光。在硅薄膜上掺入稀土金属镱会形成电子局域态发光，可将电致发光的波长调控进入光通讯窗口。
物理光学 纳米硅 光致发光 等离子体激元 局域态 中国激光
2015, 42(12): 1217001
1 凯里学院物理与电子工程学院,贵州 凯里 556011
2 山东大学化学与化工学院,山东 济南 250100
采用密度泛函B3LYP方法,在6-311++g(d,p)基组水平上优化了不同外电场下2-巯基-5-甲基-1,3,4-噻二唑(MMTD)分子的基态稳定构型、电偶极矩、电荷分布和分子的总能量,在此基础上利用杂化CIS方法研究了外电场下MMTD分子的前9个激发态的激发能、波长和振子强度受外电场的影响规律。结果表明:1C-6S和1C-7S间键长受到Y轴向外电场影响最大,随着外电场的增加,可能最先趋于断裂;在外电场强度F=0.010a.u.时总能量达到最大,而偶极矩达到最小;最低空轨道能级LUMO受外场影响较大,而最高占据轨道能级HOMO受外电场影响较小;MMTD分子UV-Vis光谱随外场增加发生红移,且当外电场增大到F=0.020a.u.时,在可见光区域出现吸收峰;激发能、振子强度也受外电场影响,但随电场的变化比较复杂。
MMTD分子 激发态 外电场 MMTD molecule excited state external electric fields
1 凯里学院物理与电子工程学院,贵州 凯里 556011
2 山东大学化学与化工学院, 山东 济南 250100
采用密度泛函B3LYP方法在6-31G(d)基组水平上,优化得到CHCl3分子在不同外电场下(-0.04 ～0.04a.u.)的基态稳定构型、偶极矩、HOMO能级、LUMO能级、能隙、电荷分布、谐振频率和红外光谱强度。结果表明,分子结构、电荷分布与外电场有着强烈的依赖关系,当电场由F=0.024 3a.u.变到F=0.024 4a.u.时,Cl原子由电正性向电负性转变;随着正向电场的增大,HOMO能级、LUMO能级和能隙都先增大后减小,分子偶极矩随正向外电场的增大先减小后增大,当F=0a.u.时能隙取最大值EG=7.238 19 eV,当F=-0.02a.u.时偶极矩取最小值μ=0.086 7Debye,同时,外电场对CHCl3分子的激发能、振子强度和红外光谱的位置和强度均有一定影响。
激发态 外电场 激发能 CHCl3 CHCl3 excited state external electric field excited energies
采用密度泛函(DFT)方法LSDA在6-311++G(d,p)基组水平上优化得到了分子轴方向不同电场(-0.03～0.05 a.u.)作用下,BF分子的基态结构参数、电偶极矩μ、电荷分布、HOMO能级、LUMO能级等。在优化构型下,用同样的基组采用杂化CIS-DFT方法(CIS-LSDA)研究了同样外电场条件下对BF分子的激发能和振子强度的影响。结果表明:随着电场的增加,分子结构与外电场有着强烈的依赖关系,且对电场方向的依赖呈现非对称性。分子总能量先增大后减小,电偶极矩μ先增大,后减小,最后不断增大。电场对振子强度的影响比较复杂,有的增大有的减小,表明电子跃迁光谱强度受外场影响。
外电场 激发态 结构参数 密度泛函理论 external electric field excited states optimized parameters density functional theory
