课程目标:通过确定光学现象(如干扰,衍射等)的重要性,启发了量子力学的质量和概念,介绍了二元材料和磁性材料的新颖概念。课程结果:CO1:分析由于极化,干扰和衍射引起的光强度变化。二氧化碳:熟悉晶体及其结构的基础。CO3:解释量子力学的基本原理,并将其应用于颗粒的一维运动。CO4:总结介电的各种极化并对磁性材料进行分类。co5:解释量子力学的基本概念和固体的带理论。二氧化碳:使用大厅效应确定半导体的类型。单元I波光学干扰:简介 - 叠加原理 - 光的干扰 - 干扰薄膜(反射几何形状)和应用 - 薄膜中的颜色 - 牛顿的环,测定波长和折射率。衍射:简介 - 菲涅尔和弗劳恩霍夫衍射 - 由于单个缝隙,双缝隙和n斜孔(定性) - 衍射光栅 - 分散幂和刺光的能力(定性)。极化:极化的简介 - 通过反射,折射和双重折射的极化 - 尼科尔的棱镜-HALF波和四分之一波板。III单元晶体学和X射线衍射晶体学:太空晶格,基础,晶胞和晶格参数 - Bravais Lattices - 晶体系统(3D) - 配位数 - SC,BCC&FCC的包装分数,BCC&FCC- Miller Indices - 连续(HKL)平面之间的分离。X射线衍射:Bragg定律 - X射线衍射仪 - 通过LAUE的晶体结构确定和粉末方法III III III介电和磁性材料
图 1(a) 显示了使用脉冲激光沉积 (PLD) 的 LSMIO 薄膜顺序双靶沉积过程的示意图。在生长过程中,LSMO 和 SIO 靶材会周期性地反复旋转。在每次重复中,都会沉积亚单层 0.3 晶胞 (uc) LSMO 和 0.2 uc SIO,确保两个陶瓷靶材在原子尺度上均匀混合。LSMIO 薄膜的标称化学计量为 La 0.4 Sr 0.6 Mn 0.6 Ir 0.4 O 3 。LSMIO 薄膜的晶体取向可以通过改变基底取向来控制。如图 1(b) 所示,通过 X 射线衍射 (XRD) 2 θ-θ 扫描表征晶体结构。LSMIO 薄膜的峰已被标记,位于 SrTiO 3 (STO) 基底的左侧。该结果表明薄膜被轻微压缩(<0.1%)并且为不含杂质相的高质量单晶。为了进一步表征界面质量和结构均匀性,对 (001) 取向的 LSMIO 薄膜进行了扫描透射电子显微镜 (STEM) 测量,如图 1(c)-1(h)所示。图 1(c)中 LSMIO 和 STO 基板之间的鲜明对比,结合图 1(d)中 LSMIO 薄膜的高角度环形暗场 (HAADF) STEM 图像,表明薄膜具有较高的结晶质量。图 1(e)-(h)显示了 La、Sr、Mn 和 Ir 元素相应的能量色散 X 射线谱 (EDS) 映射。所有测量的元素在复合薄膜中都以原子级均匀分布,没有可观察到的聚集区域。
JHR 是 CEA 卡达拉什正在建造的新型材料测试反应堆。目前,堆芯的中子特性是利用 HORUS3D/N 确定性方案计算的。该方案的工业路线采用两步法,首先是 APOLLO2 MOC 格子计算,然后是基于扩散理论的 CRONOS2 堆芯计算。APOLLO3 ® 是 CEA 新的确定性计算平台,它采用了先进的计算方法。在本文中,正在使用 APOLLO3 ® 带来的新方法为 JHR 建立一个新的参考计算方案。该计算方案通过 TRIPOLI4 ® 执行的参考随机模拟进行了验证。与在 APOLLO3 ® 中模拟 HORUS3D/N 方案的方案结果相比,格子步骤的改进可以显著减少燃料元件和 Hf 控制棒的吸收率偏差。新方案的主要变化在于使用子群自屏蔽法替代精细结构等效法。这些变化与细化几何网格和 383 能级组结构有关。来自晶格台阶的压缩截面用于计算插入五根 Hf 控制棒的 2D JHR 堆芯配置的中子平衡。新的计算方案中添加了堆芯反射器超级晶胞,以产生细化的反射器截面。使用较粗的 41 组结构执行的 MOC 2D 堆芯计算保留了晶格计算的改进,并可以更好地预测反应性和反应速率。下一步将使用包括堆芯实验装置在内的带耗尽层的 3D Sn MINARET 全堆芯计算。关键词:APOLLO3 ®、JHR、确定性计算方案、共振自屏蔽方法。
超表面应用数量的不断增长以及其制造和特性的快速发展[30]促使人们开发出精确分析和设计超表面的方法。虽然全波数值解始终是一种选择,但分析工具可能更具吸引力,因为它们有助于设计并提供有关超表面底层物理的宝贵见解。对于每个单位晶胞由单个散射体组成的周期性超表面,即我们在此重点讨论的超表面类型(图1),有几种用于此目的的技术。首先,开发了可理解的超表面和超材料电路模型[31–33],这些模型易于在工业中使用,尤其是对于微波应用。第二种方法遵循均质化原理。它旨在用具有相同表面磁化率的表面替换有问题的超表面。[34–36]尽管这些方法对组件设计非常有帮助,但它们不足以描述所研究结构的内部物理特性,例如组成粒子的相互作用。此外,电路建模和均质化方法有时会涉及一些假设,这些假设会以牺牲准确性为代价来简化所研究的问题。第三种方法更多地来自“第一性原理”,旨在通过求和其组成粒子的响应,自下而上地构建二维阵列的响应。虽然这种自下而上的方法与最初提到的两种方法有一些共同之处,但它更通用、更灵活。它使大量设计更容易处理,包括毫米波和光学应用。[7,37–44] 在这种方法中,最好使用场的多极展开来讨论组成粒子的光学作用。[45–51] 在多极展开中,散射体的光学响应用一系列由外部照明和形成超表面的所有其他粒子的散射场引起的多极矩来表示。使用不断增加的
课程目标:通过确定光学现象(如干扰,衍射等)的重要性,启发了量子力学的质量和概念,介绍了二元材料和磁性材料的新颖概念。课程结果:CO1:分析由于极化,干扰和衍射引起的光强度变化。二氧化碳:熟悉晶体及其结构的基础。CO3:解释量子力学的基本原理,并将其应用于颗粒的一维运动。CO4:总结介电的各种极化并对磁性材料进行分类。co5:解释量子力学的基本概念和固体的带理论。二氧化碳:使用大厅效应确定半导体的类型。单元I波光学干扰:简介 - 叠加原理 - 光的干扰 - 干扰薄膜(反射几何形状)和应用 - 薄膜中的颜色 - 牛顿的环,测定波长和折射率。衍射:简介 - 菲涅尔和弗劳恩霍夫衍射 - 由于单个缝隙,双缝隙和n斜孔(定性) - 衍射光栅 - 分散幂和刺光的能力(定性)。极化:极化的简介 - 通过反射,折射和双重折射的极化 - 尼科尔的棱镜-HALF波和四分之一波板。III单元晶体学和X射线衍射晶体学:太空晶格,基础,晶胞和晶格参数 - Bravais Lattices - 晶体系统(3D) - 配位数 - SC,BCC&FCC的包装分数,BCC&FCC- Miller Indices - 连续(HKL)平面之间的分离。X-ray diffraction: Bragg's law - X-ray Diffractometer – crystal structure determination by Laue's and powder methods UNIT III Dielectric and Magnetic Materials Dielectric Materials: Introduction - Dielectric polarization - Dielectric polarizability, Susceptibility, Dielectric constant and Displacement Vector – Relation between the electric vectors - Types of polarizations- Electronic (Quantitative), Ionic (Quantitative) and
能带结构各点之间的散射矢量。在这方面,傅里叶变换的 QPI 图提供了拓扑绝缘体存在的首批实验证据之一,[4]因为它揭示了背向散射矢量处强度的“缺失”,正如理论所预测的那样。从理论的角度来看,QPI 图的计算主要基于模型方法,例如在拓扑绝缘体表面,[5]其中表面能带结构可以用简单的模型哈密顿量来近似。然而,一般而言,基于密度泛函的方法对于表面电子结构的实际描述是必需的,特别是杂质势,其中杂质周围的电荷弛豫在正确描述散射相移中起着重要作用。密度泛函计算的一个困难是缺陷引起的密度振荡范围非常大,可以达到几十甚至几百纳米,因此超晶胞方法实际上无法达到这个极限。这些挑战只能通过从头算格林函数嵌入方法来解决,比如 Korringa-Kohn-Rostoker(KKR)方法。作为一个应用的例子,我们参考了 Lounis 等人 [6] 对 Cu(111) 和 Cu(001) 表面上的 QPI 的计算,这是由于表面下埋藏着一个孤立杂质。这些结果表明,利用格林函数技术可以在相当大的表面积上对 QPI 图进行从头算计算。然而,对于傅里叶变换的 QPI 图,直接用格林函数卷积来表示结果是可行的[7],避免了计算大表面积中实空间图的中间步骤。在本文中,我们将探讨这个问题,并给出它在拓扑绝缘体领域的应用。在第 2 节中,我们概述了 KKR 方法中实空间和傅里叶变换 QPI 映射的形式。此外,我们讨论了多杂质实际情况的傅里叶变换 QPI,并认为多杂质问题可以用单杂质结果很好地近似。我们还讨论了扩展的联合态密度方法 (exJDOS)。在第 3 节中,我们将我们的形式应用于具有表面杂质的拓扑绝缘体 Bi 2 Te 3。这在 JuKKR 代码包中实现。[8] 最后,我们在第 4 节中进行了总结。
易于解除的概念只能通过概念来实现。[1-3]已经在许多尺度和不同的外部触发器上研究了设备中特定形状变形行为的实现。[4]一方面,在系统级别上有许多方法通常由电动机[3,5]压电剂[6,7]或多物质系统驱动,例如,二型。[8]另一方面,通过适应微结构的几何形状可以实现形状变形。这可以在原子量表上进行,例如,使用相变和梯度以及μm -cm水平。多年来,在材料中设计了诸如Poisson的比率(PR)和Young模量之类的线性有效属性。[9] Greaves等。[10]介绍了结构并实现属性的概述。在1990年代已经显示了极端材料的弹性张量,[11]但是它们的实际实力主要是近年来制造技术的发展驱动的。在超材料中,定期布置的单元细胞的特性克服了自然界中发现的特性[12,13](例如,负PR [14-16]和高刚度 - 重量率[17])。此外,添加剂制造可以轻松地更改材料本地单元单元的几何特征(梁厚度,角度)。这种方法可以使所谓的渐变材料中材料特性的不均匀分布,在加载过程中可能导致不同的形状。可以用处理函数和如果以前的条件来描述这种行为。[18–21]设计形状变形行为不仅需要控制恒定属性,而且还需要控制它们进化的方式,例如菌株依赖性PR。在本文中,我们提出了在单位细胞中整合机械机制的不同方式,从而导致各种非线性弹性(但仍然受控)行为。细胞已组装成宏观材料,并且通过适应晶胞的几何参数的适应,局部调整了功能和条件。分布在材料中的不同特性(刚度,PR)的组合导致垂直于施加载荷的特定形状,也显示在参考文献中。[18,19]。此外,逻辑语句允许我们对材料形状进行全局程序。在下文中,我们将显示三种情况如何从增加应变下从初始形状转换为目标形状(见图1)。在第一种情况下,目标形状
课程目标:通过确定光学现象(如干扰,衍射等)的重要性,启发了量子力学的质量和概念,介绍了二元材料和磁性材料的新颖概念。课程结果:CO1:分析由于极化,干扰和衍射引起的光强度变化。二氧化碳:熟悉晶体及其结构的基础。CO3:解释量子力学的基本原理,并将其应用于颗粒的一维运动。CO4:总结介电的各种极化并对磁性材料进行分类。co5:解释量子力学的基本概念和固体的带理论。二氧化碳:使用大厅效应确定半导体的类型。单元I波光学干扰:简介 - 叠加原理 - 光的干扰 - 干扰薄膜(反射几何形状)和应用 - 薄膜中的颜色 - 牛顿的环,测定波长和折射率。衍射:简介 - 菲涅尔和弗劳恩霍夫衍射 - 由于单个缝隙,双缝隙和n斜缝(定性) - 衍射光栅 - 分散幂和刺光的能力(定性)。极化:极化的简介 - 通过反射,折射和双重折射的极化 - 尼科尔的棱镜-HALF波和四分之一波板。III单元晶体学和X射线衍射晶体学:太空晶格,基础,晶胞和晶格参数 - Bravais Lattices - 晶体系统(3D) - 配位数 - SC,BCC&FCC的包装分数,BCC&FCC- Miller Indices - 连续(HKL)平面之间的分离。X-ray diffraction: Bragg's law - X-ray Diffractometer – crystal structure determination by Laue's and powder methods UNIT III Dielectric and Magnetic Materials Dielectric Materials: Introduction - Dielectric polarization - Dielectric polarizability, Susceptibility, Dielectric constant and Displacement Vector – Relation between the electric vectors - Types of polarizations- Electronic (Quantitative), Ionic (Quantitative) and Orientation polarizations (Qualitative) - Lorentz internal field - Clausius- Mossotti equation - complex dielectric constant – Frequency dependence of polarization – dielectric loss Magnetic Materials: Introduction - Magnetic dipole moment - Magnetization-Magnetic susceptibility and permeability – Atomic origin of magnetism - Classification of magnetic materials: Dia, para, Ferro, anti-ferro & Ferri magnetic materials - Domain concept for铁磁和域壁(定性) - 磁滞 - 软磁性材料。
由于一维线性通道的扩散限制,纳米沸石的合成和催化应用已被证明是提高各种扩散限制烃转化性能的有效策略 [7,8]。由于废物消耗和污染,工业的增长对全球环境构成了严重威胁。应做出更多努力来减少环境污染。解决这一重大问题的有效方法之一是光催化 [9]。尽管许多类型的材料被用于催化,如硫属化物、金属氧化物和钙钛矿 [10,11]。沸石的多孔笼状结构有许多应用,包括气体检测和清洁 [12,13]。沸石可以通过多种方法成功合成,例如盐化、密闭空间合成和微波合成法 [14,15]。已经报道了用微波法制备的纳米级林德 L 型沸石。由于这些金属氧化物和钙钛矿的稳定性较差,研究人员发现沸石是光催化的主要候选材料,因为它的二次氢解程度较低,在正辛烷芳构化中对 C-8 芳烃的选择性较高 [16]。然而,微波合成法被认为耗能,不适合工业应用和技术催化 [17]。因此,开发一种经济高效、易于扩大规模的方法来制备具有改进催化性能的纳米级林德 L 型沸石是极其必要的。幸运的是,一些研究人员观察到加入少量钡可以促进纳米级林德 L 型沸石的形成 [18]。据我们所知,Ba 对林德 L 型结晶过程的影响的解释仍不清楚。全面了解形成过程对于更科学地调节沸石晶体尺寸也具有重要意义。此外,林德 L 型沸石晶体尺寸对正构烷烃芳构化的影响还需要进一步系统研究。Bernard 等人首次报道了非酸性 0.71 nm 一维 12 元环通道的林德 L 型沸石在负载铂的情况下表现出优异的烷烃芳构化性能。通过水热法成功合成了纳米尺寸的林德 L 型沸石[19,20]。林德 L 型沸石具有六方晶体结构(空间群 P-6/mmm),晶胞常数 a = b = 18.4 和 c = 7.5 [21,22]。林德 L 型沸石在过去 20 年中引起了广泛关注
ME 201 动力学 (3-0-3) 粒子直线和曲线运动的运动学。粒子和粒子系统的动力学。刚体的旋转和平面运动的运动学。功和能量关系。冲量和动量原理。平面运动中的刚体动力学。先决条件:CE 201。ME 203 热力学 I (3-0-3) 系统和控制体积概念。纯物质的性质。功和热。应用于系统和控制体积的热力学第一定律、内能、焓。热力学第二定律。卡诺循环、熵、可逆和不可逆过程。稳态、稳流、均匀态、均匀流和其他过程的应用。先决条件:MATH 102、PHYS 102 ME 204 热力学 II (3-0-3) 蒸汽动力循环、兰金循环、再热循环和再生循环。麦克斯韦关系、理想气体和真实气体、状态方程、广义图表。气体-蒸汽混合物、湿度图、理想溶液。化学反应。燃料和燃烧过程。先决条件:ME 203。ME 205 材料科学(针对非 ME 学生)(2-3-3)工程材料特性简介:机械、电气和化学。晶体学基础。固体中的杂质和缺陷。原子振动和扩散。单相金属和合金;弹性和塑性变形、再结晶、断裂、疲劳和蠕变。多相材料;重点是铁-铁碳化物系统的相图。热处理工艺,如退火、正火和淬火。广泛使用的工程材料的研究;钢铁、塑料、陶瓷、混凝土和木材。先决条件:CHEM 102、MATH 102 ME 210 机械工程制图与图形 (2-3-3) 通过研究正交投影对机器部件和组件进行图形解释,包括辅助视图;剖面图和全尺寸标注;将设计说明转化为详细图和装配图;绘图惯例,包括焊接件、管道、参考和表面光洁度符号;根据设计要求选择公差。先决条件:无 ME 216 材料科学与工程 (3-0-3) 固体中的原子键合、键合力和能、一次键和二次键。固体中的杂质和缺陷:点、线和界面缺陷。晶体结构、晶格、晶胞和晶体系统、密度计算、晶体方向和平面、线性和平面原子密度。原子振动和扩散。材料的机械性能。弹性和塑性变形和再结晶。单相和多相材料的相图,重点是铁-铁碳化物系统(钢和铸铁)。金属和合金的热加工:退火、正火、淬火和回火、复合材料、聚合物。冲击、断裂、疲劳和蠕变特性以及断裂力学简介。先决条件:CHEM 101、MATH 102、PHYS 102 和共同要求:ME 217