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接收器参数对固定焦点菲涅尔透镜太阳能聚光器/腔式接收器系统在太阳灶中光学性能的影响
摘要： 为便于家庭太阳能炊具与建筑集成，提出了一种基于固定焦点菲涅尔透镜太阳能聚光器/腔体接收器的太阳能炊具系统。为提高系统光学效率，采用带底部反射锥的腔体接收器作为固定接收器。为优化系统及接收器的光学性能，研究了接收器参数的影响，并对关键因素进行了显著性检验，同时开展了固定焦点烹饪系统的对比分析。结果表明：球形、圆柱形和圆锥形带底部反射锥的腔体接收器平均光学效率分别为72.23%、68.37%和76.40%，而对应传统腔体接收器分别为68.49%、31.91%和74.61%，前者分别显著提升3.74%、36.46%和1.79%。其中90°底部反射锥角的腔体接收器能捕获更多聚光器入射能量。增大底部反射锥反射率和腔体接收器表面吸收率可提升光学效率。此外，腔体接收器表面吸收率对光学效率影响最显著，而聚光入射角对能流均匀性影响最显著。圆锥形带底部反射锥的腔体接收器最适合该系统。本研究可为太阳能聚光器/腔体接收器系统的进一步优化提供参考。
关键词： 腔体接收器，太阳能炊具，固定焦点，菲涅尔透镜，光学性能
更新于2025-09-23 15:23:52
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ZnO中铜离子的绿色发光及计算光学性质
摘要： 氧化锌中铜离子存在两个特征光学跃迁：0.72电子伏特的红外发光和2.86电子伏特的结构化绿光发射（SGL）。前者明确对应于Cu2?的d轨道内壳层跃迁，而SGL的机制尚未形成普遍共识。除Dingle最初提出的模型[《物理评论快报》23卷579页(1969年)]外，近期又出现两种新机制。我们通过第一性原理计算分析了氧化锌中铜的光学特性，采用GGA+U方法并对Zn的d轨道、O的p轨道及Cu的d轨道施加+U修正。与现有实验数据对比表明，该结果支持Dingle模型——SGL源自(Cu1?,空穴)/Cu2?跃迁。0.72电子伏特内壳层跃迁的计算结果也与实验良好吻合。约2电子伏特处预期辐射跃迁的缺失，可归因于其准禁阻特性。
关键词： 铜掺杂、光学性能、绿光发射、GGA+U计算、氧化锌
更新于2025-09-23 15:23:52
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CdFe12O19纳米结构及纳米复合材料的首次合成及其磁学、光学、电化学和光催化性能研究
摘要： 通过溶胶-凝胶自燃法合成了CdFe12O19纳米结构及纳米复合材料。当Cd与Ti摩尔比为1:1时，经850°C煅烧1小时制得CdFe12O19/CdTiO3纳米复合材料。研究了Cd:Ti摩尔比、前驱体类型及煅烧温度的影响。这些纳米结构和纳米复合材料在室温下均呈现铁磁性，其饱和磁化强度(Ms)分别为2.561和11.269 emu g–1，矫顽力(Hc)分别为696.517和969.068 Oe。SEM、TEM、FTIR、EDS和XRD表征了产物的形貌、组成和粒径；VSM、UV-Vis和CV分析了其磁学、光学及电化学性能。纳米复合材料的带隙值大于纳米结构。同时考察了纳米复合材料的光催化性能——这是首次研究六方铁氧体镉纳米结构及纳米复合材料的光催化表现。评估了包括复合材料组成、粒径、Ti:Cd摩尔比及有机染料种类等因素对光催化行为的影响。当Ti:Cd比为1:1时光催化活性达到最大值，该纳米复合材料对甲基橙、亚甲基蓝和亚甲基紫的降解率分别约为71.35%、55.08%和62.27%。
关键词： 纳米结构、光催化、光学性能、铁氧体、磁性能
更新于2025-09-23 15:23:52
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氧化钆的微观结构与光学性质随氧流量和退火温度的演变
摘要： 本研究系统分析了氧流量和退火温度对Gd2O3结构及光学性能的影响。通过磁控溅射法在石英和ZnS基底上沉积Gd2O3薄膜后，在700、800和900℃真空条件下进行退火处理。立方相向单斜相的晶体重构与相变温度因氧流量不同而异。光学带隙对退火温度的敏感性高于氧流量变化，其范围为5.32至5.65电子伏特。550纳米波长处的折射率约为1.75且可通过氧流量调节。镀有Gd2O3膜的ZnS基底透光率超过80%，在7.5-9.5微米波段达到82%。当ZnS双面镀膜时，透光率提升至约90%。结果表明Gd2O3薄膜是红外波段减反射涂层的潜力新材料。
关键词： 稀土，红外材料，结构，光学性能，氧化钆，磁控溅射
更新于2025-09-23 15:23:52
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反应性高功率脉冲磁控溅射沉积含铜纳米团簇的类金刚石碳膜：脉冲长度效应
摘要： 在本研究中，采用反应性高功率脉冲磁控溅射（HIPIMS）技术制备了含铜纳米团簇的类金刚石碳膜（DLC:Cu薄膜）。研究考察了HIPIMS脉冲长度（脉冲开启时间）的影响，发现化学成分与脉冲长度存在依赖关系。通过拉曼散射光谱分析该纳米复合薄膜中类金刚石碳基体的结构表明，sp3/sp2碳键比例随HIPIMS脉冲长度增加而轻微上升。氦离子显微镜对铜纳米团簇形貌和尺寸的研究显示，HIPIMS脉冲开启时间的延长会导致纳米团簇数量增多及后续尺寸增大。光学性能研究表明所有测试薄膜均呈现表面等离子体共振效应，且发现光学吸收光谱与泵浦-探测光谱记录的光激发载流子弛豫时间存在关联。当激发波长接近表面等离子体共振吸收峰波长时，观测到最长的弛豫时间。使用400微秒HIPIMS脉冲开启时间制备的DLC:Cu薄膜表现出最大弛豫时间，这归因于弛豫时间与铜纳米团簇尺寸的依存关系。
关键词： 脉冲长度，类金刚石碳，高功率脉冲磁控溅射，结构，光学性能，X射线光电子能谱，铜，纳米团簇
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过改变包覆剂调控PVA/CdSe薄膜的光响应和介电性能
摘要： 本研究通过直接浇铸聚乙烯醇（PVA）与水相合成CdSe量子点的水溶液体系，在无需有机溶剂条件下制备了PVA基有机-无机杂化纳米复合薄膜。分析了量子点合成过程中不同封端剂对纳米复合材料热学、光学及介电性能的影响，发现封端剂不仅调控纳米粒子与聚合物基体的相互作用，还影响量子点的尺寸、光致发光等特性。通过紫外-可见光谱、荧光光谱、热重分析（TGA）、差示扫描量热法（DSC）、介电弛豫谱（DRS）和原子力显微镜等技术分别对纳米复合材料进行光学、热学、介电及形貌表征，证实通过选用不同封端剂可调控纳米复合材料的最终性能——PVA与CdSe量子点间的相互作用决定了材料特性。
关键词： E. 铸造，B. 电学性能，B. 光学性能，A. 纳米复合材料
更新于2025-09-23 15:23:52
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能量收集元件取向方案对抛物槽式聚光集热器光学性能的影响
摘要： 虽然圆形目前被证实是抛物槽式集热器能量收集元件（ECE）的最优设计，但对于抛物槽式聚光集热器（PTCCs）——如槽式聚光光伏集热器和混合光伏/热集热器——这一结论尚未得到确认。ECE的朝向方案预计会对光学性能产生显著影响，包括ECE周围的辐照度分布和光学效率，进而影响PTCC的整体能效。然而，文献中关于这一问题的研究进展甚少。本研究采用先进的蒙特卡罗光线追迹（MCRT）技术，深入探究了ECE朝向方案对PTCC光学性能的影响。所考虑的朝向方案包括平面矩形目标、空心圆形、半圆形、三角形、倒三角形、矩形以及半圆上矩形（RSc）。同时研究了ECE离焦、太阳跟踪误差和槽缘角对光学性能的影响。MCRT研究表明，在理想条件下，槽端带曲面的ECE朝向方案比带线性表面的方案具有更高的光学效率。在线性表面组中，倒三角形朝向的光学效率最高，而平面和三角形朝向的光学效率最低，矩形朝向居中。在发生离焦和跟踪误差时，观察到大量聚光被垂直于槽开口的矩形和RSc ECE表面拦截。这是本文作者已发表工作的扩展版本，将有助于为抛物槽式聚光集热器设计光学高效的ECE。
关键词： 光学效率、光学性能、聚光太阳能发电、抛物槽式聚光集热器、辐照度分布、蒙特卡罗光线追迹
更新于2025-09-23 15:23:52
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单向生长L-谷氨酰胺对甲苯磺酸盐晶体的生长、光学、力学及热学行为
摘要： 通过Sankaranarayanan和Ramasamy（SR）法单向生长了L-谷氨酰胺对甲苯磺酸盐（LGPT）有机晶体。该晶体属于单斜晶系，空间群为非中心对称的P21。高分辨率X射线衍射证实了所生长晶体的结晶完美性。光学透射显示单向生长晶体具有更高的透射率，其截止波长低至290 nm。生长晶体的发射波长为410 nm，发光光谱确认了其发射区域。单向晶体的激光损伤阈值提高了0.3 GW/cm2。所生长的LGPT晶体属于硬质材料类别，并证实了正常的压痕尺寸效应。该LGPT晶体在165°C下具有热稳定性，分子分解过程通过TGA和DSC分析阐明。粉末二次谐波测试表明，生长LGPT晶体的效率是KDP的0.8倍。
关键词： 非线性光学材料、晶体生长、重结晶、光学性能
更新于2025-09-23 15:23:52
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《AIP会议录》[作者 面向新技术与可靠结构的高层次结构先进材料 2016：2016年面向新技术与可靠结构的高层次结构先进材料国际会议论文集 - 俄罗斯托木斯克（2016年9月19-23日）] - 基于Al-Si-N涂层的石英玻璃高速冲击粒子防护
摘要： 该论文展示了基于Al-Si-N体系的涂层在KV玻璃基片上通过脉冲磁控溅射制备的相组成和力学性能研究结果。通过X射线衍射法发现，涂层中含有不同厚度的AlN相（六方密堆积结构）。沉积Al-Si-N涂层体系既能将石英玻璃表层的显微硬度提高至29 GPa，又能保持高弹性性能（韦布尔模量We > 0.70）。实验室测试了高速铁粒子流对脉冲磁控溅射制备的不同厚度Al-Si-N防护涂层的冲击影响。当Al-Si-N涂层厚度从1μm增至10μm时，样品表面因高速铁粒子流冲击形成的弹坑面密度降低为原来的四分之一。
关键词： 结构-相状态、显微硬度、坑密度、光学性能、防护涂层、磁控溅射沉积
更新于2025-09-23 15:22:29
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新型形貌关联的Ag/Co共掺杂ZnO纳米线/片状复合材料简易制备及其优异光催化水分解性能
摘要： 本文提出了一种银纳米线（AgNWs）与钴（Co）掺杂ZnO（Co-ZnO）片状薄膜（纳米线/片状）之间的新型形貌关联结构，以增强光电化学（PEC）水分解活性。研究表明，高质量AgNWs/Co-ZnO异质结构相比纯ZnO和AgNWs/ZnO展现出更优异的可见光水分解性能。为探究AgNWs耦合效应及过渡金属（2 at% Co）掺杂对ZnO主晶格的影响，我们进行了X射线衍射、场发射扫描电镜、X射线光电子能谱、紫外-可见透射光谱、水接触角及PEC分析。通过线性扫描伏安法（I-V）、电流-时间（I-t）测试和光电转换效率（η）研究重点考察了PEC水分解活性。实验证实了AgNWs与Co-ZnO片状结构间的形貌关联可显著提升可见光吸收能力：AgNWs/Co-ZnO复合材料的光电流密度（7.0×10^-4 A/cm^2）明显高于AgNWs/ZnO（3.2×10^-4 A/cm^2）和纯ZnO（1.5×10^-6 A/cm^2）。这种独特的AgNWs/Co-ZnO几何构型使光电转换效率达到0.73%。总之，可控AgNWs/Co-ZnO异质结构的优势在于能提升可见光捕获能力和载流子生成效率，适用于能量转换器件。
关键词： E. 电极，A. 薄膜，D. 氧化锌，B. 复合材料，C. 光学性能
更新于2025-09-23 15:22:29