中国科学院宁波材料技术与工程研究所，激光极端制造研究中心，浙江 宁波 315201
随着多材料激光增材制造科学与技术的不断进步，一体化制备极端使役性能的大物性差异材料与元件成为可能。但大物性差异多材料增材制造成形界面问题尤为突出。根据大物性差异多材料激光增材制造成形的进展，笔者聚焦大物性差异材料的界面问题和界面优化方法，分别以激光吸收率差异、热物性差异、界面生成脆性相分类阐述界面问题，同时在工艺优化、功能梯度设计、复合制造三个方面对界面优化方法进行总结，为实现大物性差异材料的高质量成形提供参考。同时，阐述了大物性差异多材料激光增材制造建模与仿真研究进展，以期通过宏观和介观尺度模拟指导大物性差异材料的激光增材制造成形参数优化。最后对多材料激光增材制造大物性差异材料的应用和共性科学问题及技术挑战进行了展望与思考。
激光技术 大物性差异材料 多材料激光增材制造 界面缺陷 界面优化
Author Affiliations
Abstract
1 School of Mechanical and Precision Instrument Engineering, Xi’an University of Technology, Xi’an 710048, China
2 Center for Atmospheric Research, University of Nova Gorica, SI-5000 Nova Gorica, Slovenia
The multilongitudinal mode (MLM) high-spectral-resolution lidar (HSRL) based on the Mach–Zehnder interferometer (MZI) is constructed in Xi’an for accurate measurements of aerosol optical properties. The critical requirement of the optimal match between the free spectral range of MZI and the longitudinal mode interval of the MLM laser is influenced by the laboratory temperature, pressure, and vibration. To realize the optimal separation of aerosol Mie scattering signals and molecular Rayleigh scattering signals excited by the MLM laser, a self-tuning technique to dynamically adjust the optical path difference (OPD) of the MZI is proposed, which utilizes the maximum ratio between the received power of the Mie channel and Rayleigh channel as the criterion of the OPD displacement. The preliminary experiments show the feasibility of the MLM-HSRL with self-tuning MZI and the stable performance in the separation of aerosol Mie scattering signals and molecular Rayleigh scattering signals.
high-spectral-resolution lidar aerosol optical properties multilongitudinal mode laser self-tuning Mach–Zehnder interferometer Chinese Optics Letters
2023, 21(3): 030101
合肥工业大学 电子科学与应用物理学院， 合肥 230009
随着集成电路器件特征尺寸的进一步减小，锁存器内部节点之间的距离越来越短。由于内部节点间的电荷共享效应，器件在空间辐射环境中频繁发生单粒子翻转(SEU)，受影响节点由单节点扩展到双节点。文章提出了一种新型的锁存器加固结构，利用C单元固有的保持属性，实现对单节点翻转(SNU)和双节点翻转(DNU)的完全容忍。HSPICE仿真结果表明，相比于其他同类型的加固设计，所提出的锁存器功耗平均下降了34.86%，延迟平均下降了59%，功耗延迟积平均下降了67.91%。PVT分析表明，该锁存器结构对电压、温度、制造工艺的变化不敏感。
单粒子翻转 低功耗 低延迟 双节点翻转 single event upset (SEU) low power low delay double node upset (DNU)
1 合肥工业大学 电子科学与应用物理学院， 合肥 230601
2 重庆吉芯科技有限公司， 重庆 400030
3 安徽工程大学 电气工程学院， 安徽 芜湖 241000
提出了一种抗辐射加固12T SRAM存储单元。采用NMOS管组成的堆栈结构降低功耗，利用单粒子翻转特性来减少敏感节点，获得了良好的可靠性和低功耗。Hspice仿真结果表明，该加固SRAM存储单元能够完全容忍单点翻转，容忍双点翻转比例为33.33%。与其他10种存储单元相比，该存储单元的面积开销平均增加了3.90%，功耗、读时间和写时间分别平均减小了34.54%、6.99%、26.32%。电路静态噪声容限大且稳定性好。
抗辐射加固设计 存储单元 单粒子翻转 软错误 低功耗 radiation hardness design memory cell single event effect soft error low power
天津大学 材料科学与工程学院, 天津 300350
随着人工智能的快速发展, 开发响应速度快、效率高、制备简单且易加工的智能材料具有重要的意义。近年来, 近红外光(Near-Infrared,NIR)响应液晶纳米智能材料受到研究人员的广泛关注。将具有近红外吸收特性的功能纳米材料与液晶智能材料复合, 制备近红外响应液晶纳米智能材料, 在可穿戴电子设备、仿生器件、软体机器人、生物医学器件等诸多方面都具有潜在应用。本文综述近年来在近红外响应液晶纳米光子晶体与液晶纳米致动器方面的重要研究进展。液晶纳米光子晶体是将功能纳米材料与手性液晶(如胆甾相和蓝相液晶)复合, 在红外光刺激下其结构色能够发生可逆变化; 液晶纳米致动器是将功能纳米材料与交联液晶聚合物复合, 在红外光刺激下智能液晶薄膜能够发生形状变化或宏观运动。最后讨论了近红外光响应液晶纳米智能材料在未来发展和潜在应用中存在的机遇和挑战。
智能材料 液晶材料 光子晶体 软体机器人 近红外光 intelligent materials liquid crystals photonic crystals soft robotics near-infrared light
南京理工大学 电子工程与光电技术学院, 南京 210094
利用光谱学手段研究了CH3NH3PbI3薄膜中的放大自发辐射效应。首先,从随温度变化的光致发光(Photoluminescence,PL)光谱中观察到了CH3NH3PbI3从正交相到四方相的相变。在低于相变温度时, PL过程优先发生在四方相上。在较高的激发光强下, 正交相的PL峰由于四方相上激子浓度的饱和而逐渐显现,导致了放大自发辐射现象。然而, 放置15天后的CH3NH3PbI3薄膜中激光效应却出现在了四方相上, 表明CH3NH3PbI3薄膜中的缺陷态能够自发湮灭, 从而增强了四方相在低温下的光辐射能力。
有机金属卤化物钙钛矿 光物理 光谱学 激光效应 organic metal halide perovskite optical physics spectroscopy laser effect
1 南京理工大学 电子工程与光电技术学院, 南京 210094
2 盐城师范学院 物理科学与电子技术学院, 江苏 盐城 224000
介绍了应用金属纳米结构的表面等离子体激元提高有机太阳能电池效率的最新研究进展。表面等离子体激元的激发取决于纳米结构的材料、尺寸、形状、密度、和周围的电介质环境等参数。调控这些参数, 可以有效利用金属纳米结构增加有机太阳能电池活性层的光吸收, 同时金属纳米结构表面增强的电场可促进光激子解离为载流子。因此, 应用金属纳米结构的表面等离子体激元将是进一步增加有机太阳能电池的光电转换效率的重要方案。
表面等离子体激元 有机太阳能电池 金属纳米颗粒 surface plasmons organic solar cell metal nanoparticles
1 四川大学 原子与分子物理研究所, 成都 610065
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳621900
以碳酸钠为催化剂, 乙醇为溶剂, 间苯三酚-乙醛为反应前躯体, 经溶胶-凝胶、交联老化、二氧化碳超临界干燥制备出间苯三酚-乙醛(PA)有机气凝胶。扫描电镜观察和N2吸附测试结果表明：气凝胶具有较高的比表面积, 是一种连续nm级３维网络结构的多孔材料, 其比表面积为1 210 m2/g, 平均孔径为11 nm, 与传统有机气凝胶相比, 提高了比表面积, 一定程度上实现有机气凝胶的扩孔。
溶胶-凝胶 乙醛 有机气凝胶 ICF靶 sol-gel acetaldehyde organic aerogels ICF target 强激光与粒子束
2010, 22(12): 2893
1 College of Art and Science, Temple University, Philadephia, PA 19104 USA
2 Wistar Institute, Philadephia, PA 19104 USA
3 东华大学分析测试中心, 上海 200051
4 东华大学材料科学与工程学院, 上海 200051
本文报道在拉曼光谱仪中用拉曼光谱术和荧光光谱术测定复合材料残余应力(应变)的方法和结果。复合材料组分中Al2O3的荧光R1峰、Si晶体和SiC纤维拉曼峰的位置(波数)随应变的偏移与应变值都有近似的线性关系。这种关系可用于确定复合材料中由外负荷力学作用或热学作用引起的残余应变。在显微拉曼系统中测定了ZrO2-Al2O3层状复合材料, Al-Si共晶体和SiC纤维增强玻璃复合材料的残余应变及其空间分布。
拉曼光谱 荧光光谱 复合材料 残余应力 Raman spectrum Fluorescence spectrum Composites Residual stress
