钢纤维混凝土(SFRC)中钢纤维方向对其力学性能有显著影响, 楼板、地坪、路面等工程中, 竖直方向的钢纤维有害无益, 钢纤维水平随机分布最为有利。为改善钢纤维混凝土结构的力学性能, 提高钢纤维的增强效率, 通过旋转磁场对基体中的钢纤维进行调控定向, 制备出水平定向钢纤维混凝土(2D-SFRC)。测试比较了2D-SFRC和随机乱向钢纤维混凝土(RD-SFRC)的劈拉性能、棱柱体试件和圆板试件的弯曲性能, 同时利用断面纤维分布特征和声发射技术揭示了水平定向钢纤维的增强机理。结果表明, 与RD-SFRC相比, 2D-SFRC的各项力学性能显著提升。钢纤维分布统计和声发射分析表明, 2D-SFRC力学性能提高的主要原因是, 断面纤维数量增加、纤维方向有效系数提高。水平定向钢纤维混凝土具有高性能和低成本的特点, 对于提高工程质量、节约材料具有重要意义。

近年来，二维材料MXene因其优异的电化学性能引起了人们的关注，被广泛应用于电化学储能领域。然而，在组装电极过程中，MXene纳米片往往会产生严重的自堆积效应从而大幅限制了其电化学性能。设计三维结构的气凝胶是解决MXene自堆积问题同时开发高性能MXene基超级电容器电极材料的关键。本文利用氧化石墨烯(GO)改善了Ti3C2Tx气凝胶的力学强度，并通过双向冷铸和冷冻干燥、温和还原的方法制备了具有双向有序结构的Ti3C2Tx/rGO复合气凝胶(A-TGA)。A-TGA具有较好的力学性能和导电性，因此可直接作为超级电容器的电极材料。同时，双向有序的独特结构为电解质离子提供了无阻碍的传输通道，大幅提升了气凝胶的电化学性能。A-TGA在电流密度为1 A·g-1时的比电容为370 F·g-1，在100 mV·s-1扫速下经过5 000次循环后，电容保持率高达94%，表现出优异的循环稳定性。

钢纤维可有效阻碍水泥基材料中微裂缝的产生和发展, 提高其抗裂能力。基于Eshebly等效夹杂理论和最大周向应力准则, 获得了平面应力条件下无限大薄板中裂缝与钢纤维相互作用的应力强度因子(SIF)解, 推导了掺入纤维后的Ⅰ-Ⅱ复合型断裂裂缝尖端最大应力表达式。根据掺入钢纤维前后裂缝尖端最大应力比, 分析了钢纤维方向、位置和弹性模量对增韧效果的影响。结果表明, 钢纤维通过改变裂缝尖端应变场, 影响应力强度因子, 从而降低尖端最大应力。当钢纤维方向与裂缝方向垂直时, 裂缝尖端最大应力比最小, 定向后钢纤维的增韧效果最明显。钢纤维的增韧效果主要受纤维方向影响, 而受纤维弹性模量的影响小。

随着液晶显示技术的不断发展, 人们对高性能液晶显示器的需求越来越迫切, 研究者们也对提升液晶显示性能进行了一系列的研究。色彩表现是液晶显示性能的一个重要方面, Gamma偏移和色偏移是评价色彩表现的重要指标。本文对常用的3种液晶显示模式的色彩表现进行总结, 并主要对共面转换与垂面排列液晶显示模式的改善方法进行了详细介绍和分析, 这对后续研究者和器件设计者的研究具有指导意义。针对不同的显示模式, 有相应的方法来提高色彩表现, 但每种方法都有自己的固有缺陷, 需使用者进行选择。

为实现超导纳米线单光子探测器(SNSPD)快速、稳定的封装,提出将光纤和器件光敏面快速耦合的自对准封装方式。首先通过半导体微纳米加工工艺制备了基于介质反射镜结构的SNSPD器件,再利用双面套刻和深硅刻蚀技术制备出特定的SNSPD器件形状。然后设计了以光纤套管、PCB板、陶瓷插芯等为主体的封装结构并实现了SNSPD芯片与光纤陶瓷插芯的快速对准及封装,最后在2.2 K的低温下表征了自对准SNSPD的性能。本批次器件最优的结果是在1550 nm达到93.7%的探测效率。通过重复性实验验证了自对准SNSPD的稳定性。实验结果表明,在反复升降温的情况下,器件效率值波动标准差在±0.60%以内。在反复插拔光纤的情况下,波动标准差为±1.80%,最大为3.24%。说明了制备的自对准SNSPD具有良好的稳定性,该封装方式有望为未来SNSPD封装模式提供参考,并为其集成化和商业化提供前期探索可能。

基于板载惯导模块的高精确度接收机提供的定位信息和姿态信息，通过旋转坐标系的方法，推导出地理坐标系下天线对星角度，并对现有的天线对星数学模型进行改进，引入地球卯酉圈曲率半径和天线高度，提高了地理坐标系下天线指向角度的精确度。另外，引入姿态信息，建立载体坐标系下天线对星角度模型，减少载体姿态变化带来的影响。最后通过仿真实验表明，改进的算法在一定程度上提高了对星角度的精确度。

顶栅自对准（Top?gate self aligned）结构的a?IGZO TFT器件具有较小的寄生电容，适用于驱动OLED（Organic light emitting diode）显示器。为了增加TFT器件在光照条件下的稳定性，驱动OLED的TFT（Thin film transistors）器件通常需要加入遮光层。文章对遮光层的作用、遮光层信号连接方式、缓冲层厚度以及遮光层尺寸的选择进行了探究。结果表明：（1）遮光层可以有效降低TFT因为光照射造成的阈值电压负偏；（2）遮光层连接电讯号电性会更稳定，并且信号连接到源极，驱动电流更容易饱和，最适合驱动OLED；（3）缓冲层厚度选择400 μm的器件性能较好；（4）在设计允许的情况下，遮光层应尽可能多的遮挡IGZO，以改善器件的稳定性。

研究了垂直向列型彩色滤光膜硅覆液晶(VA CF-LCoS) 微显示器件,并利用其三维光学模型,改变液晶器件的预倾角、像素尺寸等参数,优化了微小像素中的边缘电场效应。为进一步优化器件的性能,建立了以圆偏振光作为入射光源的微显示器件的三维光学模型。研究结果表明:当以圆偏振光作为照明光源时,VA CF-LCoS微显示器件的光学反射效率可得到大幅提升。由于采用了三维光学模型的分析方法,得到了与利用二维光学模型进行分析时完全不同的结论:优化只能使得边缘场效应导致的亮态子像素内部黑线减小,而不能彻底消除它。

采用氢(H)扩散掺杂源漏的方法对自对准顶栅a-IGZO TFT的制备工艺进行了研究。氢的扩散掺杂通过PECVD生长SiNx钝化层而实现。实验结果显示, 在栅电极图形化后, 是否继续进行栅介质刻蚀对器件性能有较大影响。对刻蚀了SiO2栅介质层的器件, 发现其泄漏电流较大, 这可能是由于有源层侧壁的刻蚀残留物导致的; 短沟道器件阈值电压偏负且在经过退火后迁移率减小, 则是由于严重的H横向扩散导致的。对未刻蚀SiO2栅介质层的器件, 发现其阈值电压相对偏正, 应该是因为SiO2栅介质对H的掺杂有一定的阻挡作用, 导致H的横向扩散得到了抑制; 器件在经过退火后迁移率上升, 开态电流增大, 应该是因为未刻蚀栅介质中的H热扩散到下方的源漏区域, 降低了源漏电阻。