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1、2012年教师出题汇总（物理）序号课题（项目）名称指导教师办公室项目类型学生数量对学生的要求项目简介备注1双台风路径的拟合贾曼中107自然科学类学术论文2-3数学或物理类学生我国东南沿海一带经常遭受台风的袭击，台风所造成的损失呈逐年上升的趋势。有时台风不是单个出现的，而是两个或两个以上同时出现。由于台风之间相互作用相互影响，台风路径复杂多变，难以预报。本项目通过多涡旋相互作用系统，利用solidworks软件，拟合多个台风相互作用下的路径的情况，从而为双台风路径预报提供较好的理论支撑。2基于DNA分子的生物液晶材料研究周星飞北306学术论文本科1，2年级学生3生物模板法合成金属纳米线周星飞北3
2、06学术论文本科1，2年级学生4一种新型手征器件光学特性研究陶卫东，潘雪丰科研1徐荣祥同学已选好用人工结构来控制光是现代光子学的关键问题之一，而光的偏振（极化）在各种不同的应用中是非常重要的。最近纳米技术的发展使得用周期性亚波长平面手征结构来控制光的偏振状态成为可能，本项目就是将针对此类器件的光学特性进行研究。5无铅压电陶瓷制备罗来慧北3092在材料领域中，实现材料的无或少铅化对于促进环境保护和人类健康有着至关重要的作用，世界各国对于无铅汽油和无铅焊料的大力推广就表明了对于无铅制品的重视，在电子器件材料中，欧洲、日本、美国和中国等各个国家都在立法，以实现生产、贸易和使用的各个环境中减少铅制品的
3、使用。虽然在欧洲议会和欧盟理事国共同签署的法令中，明确指出，电子材料尤其是压电材料中不限制铅的使用，但这主要是因为在当今的工业生产中还没有哪一种材料性能可以替代传统压电材料锆钛酸铅（PZT）陶瓷，但是如果能够开发出性能可相当的无铅压电材料，可以预见，必将代替这些含铅压电材料，实现压电材料的无铅化，同时促进环境保护、经济和社会的协调发展。压电陶瓷的退极化温度制约着无铅压电陶瓷的应用，研究它的退极化温度对压电陶瓷的应用具有很大的价值。6光催化剂的能带调控的理论研究段香梅C1已选好能源问题成为全球经济发展的严重制约因素。氢能作为一种清洁能源受到全世界的高度关注，分解水制取氢能是一种最简便的方法。目前
4、氢的生成效率较低、制造成本偏高，因此，光解水制氢的首要目标是研究与开发可见光响应的光催化剂。为了提高光催化剂分解水制氢效率，必须对光催化剂进行改性处理，使其具有可见光响应的光催化性能。本项目将利用基于第一原理密度泛函理论的计算模拟方法系统研究半导体金属氧化物光催化剂的掺杂机理与改性。旨在通过各种掺杂手段，拓展宽禁带纳米半导体氧化物的光响应范围。12月7日新增微纳金属结构LSPR效应及其特性研究周骏自然科学类学术论文2-31 前言：自古以来，贵金属纳米粒子产生的丰富多彩的光学现象就令人着迷，如图1。Mie和Debye分别在1908年和1909年在他们的著名论文中详细讨论了单个金属球的电磁波散射问
5、题1,2。其中，Mie将麦克斯韦方程组应用于对使用平面波照射亚波长金纳米球体时产生了对绿光的强烈散射的解释，对于理解这种现象建立了科学基础。近几年，随着微细加工技术和纳米材料的发展，纳米金属结构的电磁学性质受到越来越多的关注。在入射光辐照下，金属纳米颗粒表面产生感应电荷，由感应电荷产生的回复力引起自由电子的集体振荡而形成局域表面等离激元共振（localized surface plasmon resonance，LSPR），颗粒周围电磁场出现近场增强，并产生强烈的光学散射和吸收共振现象1。金属纳米粒子的大小、形状、取向、组成和局域电介质环境，决定纳米粒子消光（吸收和散射）光谱的形状，尤其是峰值
6、共振波长的位置，如图2。2研究热点（1）金属纳米颗粒的一个重要光学特性是具有很强的局域电磁场增强效应，能够有效地提高分子的荧光产生信号，原子的高次谐波产生效率，以及分子的拉曼散射信号等，因而成为国际上物理、化学、材料科学和纳米科技领域里长期普遍关注的研究热点。（2）等离激元杂化理论对于单个金纳米球壳，其表面等离激元共振特性可以根据等离激元杂化理论5来解释，如图3所示。根据等离激元杂化理论，金纳米球壳复合结构的表面等离激元共振特性均可以理解为构成复合结构的多个简单单元的表面等离激元共振间的相互耦合（3）金属纳米体形状的研究近年来，通过对金纳米棒、金纳米壳、金纳米立方体等的研究发现，光学散射和光学
7、吸收的共振峰位置会依据纳米颗粒的形状、尺寸及介质环境的变化而改变因此，贵金属纳米颗粒具有的局域表面等离激元共振特性在表面增强拉曼散射、光学信号传输、生物和化学传感、红外LSPR超灵敏生物传感及生物分子探测和医学诊断等方面有广阔的应用前景当前微纳金属结构的研究对象类型为：金属纳米球、纳米杆、纳米壳、纳米星、纳米聚合物等结构。3、结论等离激元共振作用的课题在科学和技术领域已经变得越来越重要，已经从一个有趣的胶体化学现象，发展为纳米级控制的电磁辐射，在化学和生物研究中获得了实际应用，比如纳米粒子束的研究，已经实现单分子级灵敏度的化学传感。根据对等离激元进展的理解，复杂结构的等离激元耦合将产生一系列相干效应。过去的几十年，已经见证了等离激元耦合系统巨大的发展历程，我们将不断增长对这些系统的理解，不断提高实验能力，预期会在这个领域取得更大的进步。
