南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子（未来技术）学院，江苏 南京 210003
二维过渡金属碳/氮化物（MXene）是一类新型二维纳米材料的统称，具有优异的电学、力学性能以及丰富、可调的表面化学特性，在功能材料领域受到了广泛的关注。MXene可以分散在多种溶剂中形成高浓度分散液，超过临界浓度后会表现出向列相液晶特性，使得其可以通过湿法纺丝工艺制备宏观连续的纤维。MXene纤维表现出高电导率、热导率、机械强度等性质，在未来新一代可穿戴电子设备中有非常好的应用前景。本文首先介绍了MXene及其合成方法，随后介绍了MXene基纤维制备的四种常见途径，最后总结了湿法纺丝制备纯MXene纤维和MXene基复合纤维的发展现状及其在可穿戴电子领域的应用，并对湿法纺丝MXene基纤维的未来发展方向和挑战进行了展望，为后续MXene基纤维的研究提供借鉴思路。
金属碳/氮化物纤维 湿法纺丝 功能纤维 可穿戴电子 柔性电子 激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316013
1 湖北第二师范学院物理与机电工程学院, 武汉 430205
2 湖北第二师范学院物理与机电工程学院信息科学与技术研究院, 武汉 430205
运用非线性传输矩阵法对Sinc函数型光子晶体非线性微腔光学双稳态进行了理论推导与数值分析。结果表明: 随着周期数的增大, 双稳态阈值趋于减小; 随着微腔线性折射率的增大, 或者微腔偏离周期结构中心越远, 双稳态阈值趋于增大, 这些规律与常规光子晶体相类似; 然而, 函数型光子晶体可以通过选择适当的介质层折射率分布函数, 运用对称性结构就可以实现比常规光子晶体更宽阔的光子带隙, 同时隧穿模频带更狭窄且附近场分布高度局域, 使得实现光学双稳态较常规光子晶体更容易, 双稳态阈值更低。
非线性 光学双稳态 传输矩阵 Kerr介质 函数光子晶体 nonlinearity optical bistability transfer matrix Kerr medium function photonic crystal
湖北第二师范学院物理与机电工程学院, 湖北 武汉 430205
运用非线性传输矩阵法对Sinc 函数型光子晶体非线性微腔光学双稳态特性进行了理论推导与数值分析。结果表明，随着周期数的增大，或者非线性微腔位置的变动，微腔内光场强度分布不同，实现的双稳态阈值也不同；随着非线性微腔线性折射率的增大，微腔内场强减小，双稳态阈值趋于增大。
非线性光学 光学双稳态 传输矩阵 Kerr 介质 函数光子晶体 激光与光电子学进展
2016, 53(1): 011901
湖北第二师范学院物理与机电工程学院, 湖北 武汉 430205
构建了基于空气孔型GaN 平板光子晶体(PC)的层状发光二极管(LED)模型。基于平面波展开方法，得到了空气孔型平板光子晶体的能带结构，分析了空气孔半径对禁带宽度的影响，得出最大禁带宽度约为21.5%。设置电偶极子位于GaN 介质层的中心，并在x-y 平面内极化，辐射源采用高斯形脉冲，波长取为450 nm，采用三维的时域有限差分法计算LED 的出光效率，讨论了平板光子晶体的厚度和空气孔的半径对层状LED 的相对出光效率的影响，结果表明：存在最优结构参数值获得最高的相对出光效率，其值约为2。
光学器件 发光二极管 时域有限差分法 光子晶体 光子禁带 激光与光电子学进展
2014, 51(12): 122303
考虑了双模腔内含有N个三能级V型原子的系综与两个量子化场之间的相互作用。在非绝热消除原子变量的条件下，分析了两个初始为相干态的输入场从腔内输出后的量子关联性质。结果表明在恰当的条件下，在中心频率处可以获得量子纠缠，但随合作参数的增加，中心频率处的纠缠变小甚至消失。与此同时，在高频区间则产生了一对边频量子纠缠。这是由于合作参数增加引起的真空拉比分裂导致了高频处获得量子关联。此外，通过调节量子化场的强度以及原子和场的反对称失谐，还可获得两对边频量子纠缠。这对边频量子关联的研究具有十分重要的价值。
量子光学 边频量子关联 非绝热消除 真空拉比分裂应用 光学学报
2012, 32(12): 1227001
湖北第二师范学院物理与电子信息学院， 武汉 430205
应用传输矩阵法研究了以三层单负材料组成周期单元的异质结构光子晶体(ABA)M (CDC)N(ABA)M(CDC)N的光子禁带，相比于由两层单负材料构成的光子晶体(AB)M，具有更狭窄 的通带，对结构周期数和入射角同样是不敏感。研究还发现，平均介电常数和平均磁导率均为零的 该异质结构，其能带宽度随晶格常数的增大而逐渐变窄，这一特性可以用来设计单通道滤波器件， 同时由于电磁波有效波矢量为零，利用这一特点可以设计零有效相位延迟滤波器。
光子晶体 单负材料 异质结构 传输矩阵法 photonic crystal single-negative material heterostructure transfer matrix
湖北第二师范学院物理与电子信息学院， 湖北 武汉 430205
应用传输矩阵法研究了以三层单负材料为周期单元对称型一维光子晶体(ABC)M(CBA)M。结果表明，其带隙结构对入射角的敏感程度与光波的偏振性有关，TE波的高频通带会随着入射角的增大向中心频率移动，而TM波的带隙结构对入射角的变化不敏感。研究还发现各介质层厚度的变化对能带结构的影响规律不相同。当保持各介质层厚度比不变，成倍增大各介质层厚度，高、低频通带变窄并向中心频率移动，低频区通带首先消失。当改变各介质层厚度比时，若保持A、C层厚度不变，减小B层厚度，高、低频通带分别向两侧移动同时收缩变窄；若保持B层厚度不变，增、C层厚度，高、低频区通带同样变窄，低频区通带首先消失，带隙同样变宽。最后研究了该光子晶体的零有效相位带隙结构，发现其通带随晶格常数的增大逐渐向中心频率移动同时收缩变窄，这一特性可以用来设计单通道窄带零有效相位延迟滤波器。
光电子学 光子晶体 光子带隙 零有效相位带隙 传输矩阵 单负材料 激光与光电子学进展
2012, 49(6): 062602
1 贵州大学材料与冶金学院， 贵州 贵阳 550003
2 贵州省材料结构与强度重点实验室， 贵州 贵阳 550003
3 四川大学生物材料工程研究中心， 四川 成都 610064
为了减少激光熔覆过程中基材与生物陶瓷涂层之间的热应力，提高涂层与基材的结合强度，设计了一种稀土活性生物梯度陶瓷涂层，采用宽带激光熔覆技术，在TC4合金上制备了含HA+β-TCP稀土活性梯度生物陶瓷复合涂层。利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、模拟体液（SBF）以及电化学分析仪等手段对涂层组织结构、生物活性及耐腐蚀性进行了研究。结果表明，生物活性稀土梯度涂层分为基材、合金化层以及生物陶瓷层3个层次，且各梯度层之间均为良好的化学冶金结合；稀土氧化物Nd2O3在宽带激光熔覆生物陶瓷的过程中具有催化合成HA+β-TCP的作用，且当Nd2O3质量分数为0.6%时，催化合成HA+β-TCP的量最多；当Nd2O3质量分数为0.4%～0.6%时，涂层的耐腐蚀性最好且涂层表面沉积的磷灰石相的量最多，具有最佳的生物活性。
激光加工 宽带激光熔覆 稀土氧化物Nd2O3 梯度涂层 生物活性 耐腐蚀性
