时间：2025年3月1日（周六）上午8:30
A会场：地点：16教 103
交流报告一
报告题目：聚乙烯醇薄膜对分子发光的调控
报告人：罗健 博士
报告摘要：分子的辐射和非辐射弛豫通道由势能面控制。通过改变外部环境调控分子的势能面，从而改变发光性质，一方面，有助于深刻理解分子光物理性质与外部环境之间的关系，另一方面，有助于开发对环境响应的智能有机发光体。本报告介绍了课题组利用聚乙烯醇薄膜的微观环境，对木犀草素和核黄素的发光性质的调控，通过稳态荧光光谱、瞬态荧光光谱、以及含时密度泛函计算，阐明了聚乙烯醇薄膜的空间限制作用阻碍了分子的非辐射弛豫通道，实现了分子从不发光向发光的转变。
交流报告二
报告题目：可拉伸柔性导电薄膜及其传感性能研究
报告人： 李迁 (在读硕士研究生)
报告摘要：一种具有独特的PDMS/PVA/银纳米线（AgNW）结构的柔性薄膜已被开发出来，该薄膜是通过将PDMS（聚二甲基硅氧烷）和PVA（聚乙烯醇）的双层聚合物与银纳米线（AgNWs）整合而成的。由于双层聚合物的拉伸诱导表面褶皱，再加上AgNWs的出色透明度和导电性，这种复合薄膜表现出非凡的柔韧性、透明度、导电性和可逆拉伸性能。与基于单层聚合物的PDMS/AgNW薄膜相比，PDMS/PVA/AgNW薄膜在拉伸强度、传感灵敏度、可逆电阻、拉伸后的透明度和稳定的微观结构外观方面都有显著提高。此外，PDMS/PVA/AgNW 薄膜在手指反复弯曲和放松时表现出稳定的动态响应，即使经过200次循环测试仍能保持出色的重复性。
交流报告三
报告题目：动植物碳对电极在太阳能电池中的运用
报告人： 于博 (在读硕士研究生)
报告摘要：在全球能源危机日益加剧和环境污染问题日趋严峻的背景下，寻找清洁、可再生的能源替代传统化石燃料已成为全球关注的焦点。太阳能作为最丰富、最清洁的可再生能源之一，因其取之不尽、用之不竭的特性，在能源结构转型中扮演着至关重要的角色。随着光伏技术的快速发展，太阳能电池的转换效率和成本优化成为研究重点，其中，电极材料的选择直接影响电池的光电转换效率和稳定性。传统贵金属对电极（如铂）因成本高、储量有限、化学稳定性受限等问题，制约了太阳能电池的规模化应用。因此，开发高效、低成本、环境友好的替代材料成为太阳能电池研究的重要方向。
近年来，动植物来源的碳材料因其广泛的资源可得性、可再生性、低成本、高比表面积和优异的导电性，受到研究者的广泛关注。不同生物质来源（如植物纤维、木质素、壳聚糖、动物骨骼等）可以通过热解、活化等工艺制备成高性能碳材料，并用于太阳能电池的对电极。研究表明，这类生物质碳材料在染料敏化太阳能电池（DSSC）、钙钛矿太阳能电池（PSC）等新型光伏器件中，能够有效替代传统贵金属对电极，展现出良好的光电转换效率、催化活性和长期稳定性。此外，优化碳材料的微观结构、表面官能团及掺杂改性等策略，可进一步提升其电导率和催化性能，从而提高太阳能电池的整体性能。
本文通过以植物和动物碳材料为原材料，制备碳对电极并应用于染料敏化太阳能电池及钙钛矿太阳能电池。结果表明基于植物炭和动物炭为对电极的染料敏化太阳能电池的光电转换效率分别达到了2.24%和1.35%，以植物炭和动物炭为对电极的钙钛矿太阳能电池的效率达到了4.71%和2.5%。并且将植物炭为对电极应用于结构更加复杂的介观太阳能电池中，其中三维反蛋白石介观二氧化钛钙钛矿太阳电池的效率达到1.25%，三维反蛋白石介观二氧化锡钙钛矿太阳电池的效率达到1.25% 。证明了成本更加低廉，原材料更加广泛以及对环境危害更小的植物炭及动物炭在制备碳对电极领域有着巨大潜力
交流报告四
报告题目：基于原子层沉积技术的光学薄膜表面微结构生长
报告人： 李美颖 （在读硕士研究生）
报告摘要 ：薄膜技术作为现代材料科学中的一项重大突破，其在改变光学材料的结构、电学、磁学、光学和机械性能方面具有重要的作用。迄今为止，薄膜技术已广泛应用于集成电路、半导体器件、晶体管、发光二极管、光晶体显示器、光导体、整流器、太阳能电池、传感器以及微机电系统(MEMS)等众多领域。薄膜材料因电导率、折射率、硬度和耐磨性等性质上差异显著，成为推动各类电子、电气、磁性和光学器件技术进步的关键因素。薄膜可以通过物理或化学方法制备，随着集成电路工艺技术的不断进步，传统工艺难以满足未来半导体发展的需求，化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)和物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)等技术在极小尺寸下良好台阶覆盖需求逐渐成为瓶颈。同时，控制纳米级厚度的高质量超薄膜层的制备也面临技术挑战。在半导体器件向更小尺寸和更高性能发展背景下，沉积技术不断演化，涌现出如原子层沉积(Atomic Layer Deposition, ALD)等新兴技术，以应对日益提升的性能要求。ALD技术可以在纳米级尺度上精确控制物质的组成和厚度，将被沉积物质以单原子膜的形式一层一层地镀在基底表面，具有可沉积大面积均匀薄膜、薄膜厚度纳米级可控生长、低温条件沉积、适合各种复杂异形基底（如超高深宽比的结构）等优异性能， 而被广泛应用于半导体先进薄膜工艺制程。ALD技术因其独特的原子级调控能力，在半导体制造工艺中体现出前所未有的价值。
尽管原子层沉积技术在实验室环境中展现出优异的薄膜均匀性和厚度控制能力，但其在工业应用中的实用性和稳定性仍存在一定局限性。例如，ALD工艺的沉积速率相对较慢，难以满足大规模生产的高效率需求；设备成本较高，且对前驱体的纯度和反应条件要求严格，增加了生产成本和工艺复杂性。此外，某些材料的ALD过程中可能伴随副反应，导致薄膜性能不稳定。因此，如何提升沉积速率、降低设备成本、优化前驱体选择以及开发更稳定的工艺参数，是ALD技术实现工业广泛应用的关键挑战。
因此，本课题对原子层沉积技术进行全面的研究，从设备的主要构架到ALD反应的原理进行详细的介绍，并对ALD技术沉积氧化膜薄膜进行性能研究及工艺优化，接着，研究特定膜层表面生长的微结构对其光学性能的影响，最后，将上述实验结果应用于一款有实际光谱需求的多层膜异形的样品制备上。本文的主要工作如下：
首先，详细得介绍了原子层沉积技术的技术特征、设备构造及反应原理，重点说明了ALD沉积过程中微观结构上化学键断裂及结合的化学吸附过程，研究了ALD技术沉积Al2O3、SiO2和TiO2三种膜层的在沉积温度、参与化学吸附的前驱体源的量及前驱体源的温度等工艺条件下的优化过程，制备出膜层厚度、折射率均匀性达标并且更均匀的单层薄膜；
其次，研究了Al2O3膜层上通过水化反应生长不规律草状结构的反应原理及微观结构的成分，对其微结构进行表面形貌观测，同时通过对其反射光谱的测量来表征其微结构对薄膜光学性能的影响，因此，开发出光学性能最佳的水化反应工艺，并对其微结构进行了加镀保护层的研究；
最后，基于以上结论得出的最佳单层氧化物薄膜工艺参数和最优的Al2O3膜层水化反应工艺，设计出超低反的多层减反(AR)膜膜系并对其进行优化，并对ALD制备的该膜系的膜层在极端环境前后的外观和光学性能进行观测和分析，致力于开发出可行性和光学性能良好的超低反工艺。
交流报告五
报告题目：图案化的微区分光产品开发
报告人： 王伟丽 (在读硕士研究生)
报告摘要 ：光学滤光片领域中不同的应用场景对滤光片图案化的需求不同，但随着技术的发展，我们的需求总体更趋向于微型化、集成化。本课题针对市场需求，研究两款图案化微区分光产品，使用光刻、镀膜两大技术，从产品设计出发，探索制备工艺，最终获得具有高良率、低成本、高性能的图案化滤光片。
两款产品将分别采用正胶刻蚀工艺、负胶剥离工艺，配合离子源辅助电子枪蒸发的镀膜沉积方式，实现滤光片的微区图案化结构。其中A产品要求微米级区域实现对可见光的遮挡和透过，Z产品要求微米级区域实现对红外窄带的通过和可见光的减反射。具体研究内容如下：1.结合光刻、镀膜工艺，进行两款图案化滤光片产品的整体制备方案的设计。2.确定使用的物料，抓取光刻各制程的工艺参数，针对匀胶工艺、曝光工艺、显影工艺、刻蚀工艺进行详细研究，分别探索正胶和负胶产品的最佳工艺参数，得到符合要求的光刻胶图案化结构。3.针对两款产品的光谱需求，分析对比选取最合适的薄膜材料与基底材料，然后针对高低折射率材料进行单层膜工艺试验确定薄膜材料的折射率，并确定镀膜工艺的作业参数。利用Macleod软件设计目标膜系，完成膜系镀制工作，并测试分析膜层的实际光谱数据。4.确定参数后，进行小批量量产测试，统计分析光刻后产品尺寸、外观以及微观形貌、光谱表现等，针对光刻胶残留等问题使用扫描电子显微镜（SEM）观测产品表面微观形貌、用能量色散谱仪（EDS）分析表面化学成分，进一步解决量产过程中的问题，实现产品量产优化。
交流报告六
报告题目：多通道窄带滤光片制备中光刻工艺的优化研究
报告人： 何文清 (在读硕士研究生)
报告摘要 ：本文报告了多通道窄带滤光片制备中光刻工艺的优化研究。多通道窄带滤光片因其能够精确分离不同波长光信号，广泛应用于光谱成像、光谱分析及高级视觉感知系统。本文基于多通道窄带滤光片的关键应用需求，着重探讨了采用Lift-Off工艺制备过程中的优化措施。首先，通过优化光刻胶的厚度及其均匀性，实现了对滤光片通道尺寸的精确控制。随后，在烘烤工艺中引入真空吸附条件，有效减少了基底翘曲，改善了光刻胶的厚度均匀性。曝光工艺优化方面，通过选取合适的曝光方式和曝光时间，获得了高分辨率的图形效果。最后，倒角优化通过引入硬烘步骤，提升了光刻胶的结构稳定性与附着力，确保膜层更紧密地贴合内壁。综合而言，本文的光刻工艺优化显著提升了滤光片微米级通道的尺寸控制精度及均匀性，进一步推动了多通道窄带滤光片的高质量制备。
B会场：地点：16教 104
交流报告七
报告题目：含镝内嵌金属富勒烯的合成、结构及单分子磁体性质研究
报告人： 辛金鹏 博士
报告摘要：
富勒烯是由特定数量碳原子构成的封闭笼状分子，性质稳定，嵌入金属或金属团簇形成内嵌金属富勒烯（EMFs），可以表现出特殊的理化性质，改变碳笼结构和团簇类型可以实现EMF结构与性质的调控。当镝(Dy)、铽(Tb)等磁各向异性较大的镧系金属（Ln）嵌入时，EMFs表现出单分子磁体（SMM）特性，具有超高密度信息存储和量子计算的应用前景。单核SMM结构简单，只需考虑一个磁性中心的配位环境，因此是研究磁构关系的理想平台，但是普遍存在的磁化量子隧穿（QTM）对实际应用很不利；多核SMM通过磁耦合产生额外的翻转能垒，可以有效抑制零场QTM，但是4f电子轨道收缩导致Ln-Ln磁耦合通常很弱。报告人通过普鲁士蓝实现含Dy单金属氰化物团簇富勒烯的高产率合成，并对其团簇-碳笼相互作用和磁构关系进行了系统研究；通过设计合成闭壳层电子结构的内嵌双金属富勒烯，产生直接的4f-4f耦合，有效抑制零场QTM，大幅提高SMM性能；通过大磁各向异性的Dy3+替换抗磁性的Sc3+，合成新型内嵌三金属碳化物团簇富勒烯Dy3C2@C80，首次在Ln中构建三金属单电子（3c-1e）金属-金属键，通过电化学可以实现Dy-Dy-Dy金属键强度的调控，特殊的3c-1e金属-金属键将会产生独特的磁耦合作用，对于新型SMM磁弛豫机制的研究具有重大的意义。
交流报告八
报告题目：波导中单光子与双光子传输特性调控
报告人： 陈蕾 (在读硕士研究生)
报告摘要：巨原子与波导耦合一直是近些年比较热门的一种方案，通过调控原子与波导以及原子与原子之间的相互作用相位的调控，实现光子的等效人工规范场，从而对光子的非互易性传输特性进行研究。此外，由于单个二能级原子一次只能吸收一个光子，对于双光子传输情形，致使透射光子处于聚束态，反射光子处于反聚束态，考虑非电偶极近似以及多个巨原子在不同构型，实现对散射光子统计特性的调控。因此，基于波导中单光子与双光子传输特性调控，我们首先研究了相互作用的两个二能级巨型原子构成巨分子通过一个耦合点耦合到波导。研究单光子非互易传输特性的调控，其中巨型分子由两个耦合的巨型原子形成。利用实空间方法导出了精确的透射系数和反射系数。这种系统在量子信息处理和量子网络中具有重要的应用潜力，因为它可以实现光子的定向传输，这是构建量子网络的关键功能之一。然后讨论了非马尔可夫条件下的单光子散射，该研究有助于理解在非马尔可夫体系下，如何通过调控外部条件来影响光子的传输特性。接下来我们使用了Lippmann-Schwinger 方程来分析两个巨原子与一维波导耦合的双光子散射过程，这包括了分离的、编织的和嵌套的配置。通过利用这种方法，我们能够获得这些系统的分析性双光子相互作用散射波函数。此外，非相干功率谱是从束缚态的相关性中推导出来的，其总通量作为光子-光子相关性的指标。二阶相关函数提供了光子-光子相关性的直接测量。通过我们的分析，我们发现累积的相位偏移可以用来操控由巨原子散射的光子之间的光子-光子相关性以及二级相关性的演变。
交流报告九
报告题目：自旋转光束及其光通信应用研究
报告人： 单圣祥 (在读硕士研究生)
报告摘要：自旋转光束是通过改进涡旋光束的位相函数，使角向和径向变得不可分离而获得的一种新型光束。其因具有独特的自弯曲、自恢复和自旋转特性而受到了许多科研工作者的关注。相较于涡旋光束只有拓扑荷数一个可调自由度而言，自旋转光束具有更多可调自由度。参数n的调控可以调节子光束的个数，参数a与幂指数m可分别调控光束的大小与形状。更多可调自由度意味着在光通信系统中具有更大的通信容量。我们研究了自旋转光束及其在光通信技术领域的应用。具体研究内容及主要结论如下：
首先，基于空间分复用设计了一种自旋转光束的光通信系统。介绍了自旋转光束的基础理论和任意自旋转光束阵列的产生方法。设计并搭建了基于任意自旋转光束阵列编码/解码的光通信系统，实现了256×256尺寸的8位灰度图像的零误码率传输。结果表明自旋转光束阵列用于光通信的可行性且性能优异。
其次，基于自旋转光束位相调制的涡旋光束设计了一种光通信系统。对自旋转光束位相检测涡旋光束拓扑荷数的过程与原理进行了阐述。将自旋转光束位相调制的涡旋光束视为一种新型光束，并基于此设计了一种光通信系统，实验中成功实现了256×256尺寸的8位灰度图像的无误码率传输，验证了该系统的可行性。
最后，基于分数自旋转光束设计了一种光通信系统。对分数自旋转光束在大气湍流中的传输进行了讨论，分析了湍流强度和传输距离对传输性能的影响。通过对分数自旋转光束多路复用，结合卷积神经网络设计了一种适用于大气湍流环境下的光通信系统。模拟实验实现了256×256尺寸的8位灰度图像的高准确率传输。结果表明，即使在强大气湍流环境下，使用卷积神经网络辅助的分数自旋转光束光通信系统仍能实现高速率且高准确率的通信性能。
总的来说，我们研究了自旋转光束及其光通信应用。这为后续自旋转光束的应用研究奠定了理论基础，同时对于未来光通信技术的广泛应用提供了重要的理论依据。
交流报告十
报告题目：基于氮化钛的高温吸收器的设计与研究
报告人： 刘虹孚 (在读硕士研究生)
报告摘要：太阳能吸收器在全球能源需求日益增长和传统能源枯竭的背景下应运而生。通过在吸收器表面的特殊光学涂层和精心的结构设计，实现了高效的光热转换，将太阳辐射转化为热能。研究提出了一种外圆内方结构的氮化钛（TiN）广角偏振不敏感太阳能吸收器。计算结果表明，该太阳能吸收器对300 ~ 2500 nm波长范围内平面波的平均吸收率达到92.4%，对AM1.5太阳光谱的平均吸收率达到94.8%。研究其电场和磁场的分布分析其高吸收的物理机理。此外，太阳能吸收器的几何参数对其吸收率有显著影响，研究将其优化到最优尺寸。吸收率随入射角变化的结果表明，即使在大入射角下，吸收器仍保持良好的吸收性能。实验还证明了偏振角的变化对其吸收性能的影响很小；随后研究了粗糙表面对太阳能吸收器吸收性能的影响并加以应用，研究结果在太阳能光热转换领域具有重要的应用价值。
交流报告十一
报告题目：高红移类星体对非标准宇宙学模型的观测检验
报告人： 刘子强 (在读硕士研究生)
报告摘要：标准宇宙模型随着观测技术进步，所面临的难题越来越多。人们越来越关注其他宇宙学模型。然而大部分模型都使用过了目前主流天文观测数据的观测检验，如Ia型超新星、哈勃参量等。然而这些数据绝大多数都在低红移处，但是上述宇宙学模型在低红移处的动力学十分相似，难以区分，因此需要高红移宇宙学探针如类星体进行观测检验。本文的研究内容包括以下两个部分，第一，关于时空扭转的存在是否可以解决早期和后期宇宙经历加速阶段的问题。如何利用来自类星体和重子声学振荡的高红移数据的最新观测结果进行研究。第二，研究了四种驱动宇宙加速膨胀机制的宇宙学模型，如膜世界模型、Chaplygin Gas模型、逐渐出现的暗能量模型和扭转模型。并应用高红移类星体观测数据对上述模型进行观测检验。最后结果表明，扭转加宇宙常数模型被当前的高红移数据强烈支持，其中扭转预计将会产生后期的宇宙加速。标准的冷暗物质方案可能不是高红移观测结果所首选的最佳宇宙学模型。
交流报告十二
报告题目：基于三维四向编织结构与超表面技术的光学增强材料
报告人： 李文鑫 (在读硕士研究生)
报告摘要：编织复合材料因其优异的机械性能在航空航天、国防和高端装备制造等领域得到了广泛应用。通过复杂的纤维交织方式，编织结构可以显著提高材料的强度、刚度和温度抗性，尤其是在三维四向编织（3D4d）技术中，材料的承载能力和抗疲劳性能得到极大的增强。这些优良的机械特性使得3D4d编织复合材料在诸如航空和军事工业等高端领域具有重要的应用价值。然而，尽管编织材料的机械特性已经得到了大量研究，关于其光学性能的探索相对较少。近年来，光学超材料（metamaterials）的研究取得了显著进展。超材料通过精确设计的纳米结构，展现出自然材料无法达到的独特电磁特性，这使得超材料在能量采集、光电探测器、隐身技术等领域展现出巨大的潜力。因此，本研究结合了这两种技术，通过将广带吸收超材料的设计原理与编织结构相结合，提出了一种新型的编织复合超材料。这种材料不仅在宽光谱范围内表现出优异的光学性能，而且能够承受机械变形，适应不同的工作条件。这种复合材料的创新性在于，它集成了编织结构的强度优势与超材料的电磁波调控功能，为未来的光学机械系统开发提供了新的方向。
