Generation of Fabry–Pérot oscillations and Dirac state in two-dimensional topological insulators by gate voltage

We investigate electron transport through Hg Te ribbons embedded by strip-shape gate voltage through using a nonequilibrium Green function technique. The numerical calculations show that as the gate voltage is increased, an edgerelated state in the valence band structure of the system shifts upwards, then hangs inside the band gap and merges into the conduction band finally. It is interesting that as the gate voltage is increased continuously, another edge-related state in the valence band also shifts upwards in the small-k region and contacts the previous one to form a Dirac cone in the band structure. Meanwhile in this process, the conductance spectrum displays as multiple resonance peaks characterized by some strong antiresonance valleys in the band gap, then behaves as Fabry–P′erot oscillations and finally develops into a nearly perfect quantum plateau with a value of 2e~2/h. These results give a physical picture to understand the formation process of the Dirac state driven by the gate voltage and provide a route to achieving particular quantum oscillations of the electronic transport in nanodevices.     

氧化石墨烯分离膜机械性能调控

氧化石墨烯(Graphene oxide, GO)片层组装制备的分离膜,具有可调控的纳米通道和独特的分离性能,是一种很有前景的分离材料,但较差的机械性能制约了其实际应用。将活性分子、阳离子等粒子引入到GO膜的片层间,利用其与GO形成的稳定键合可提高GO膜的机械性能。本文综述了国内外在GO膜机械性能调控方面的研究进展。依据引入的粒子与GO成键的类型可分为共价键法和非共价键法,其中共价键法又分为大分子共价键法和小分子共价键法,非共价键法分为氢键法、π-π键法和离子键法。无论共价键法还是非共价键法都能显著提升GO膜的机械性能,其中共价键法对GO复合膜的增强效果优于非共价键法,大分子共价键法优于小分子共价键法。最后,阐述了现有方法存在的问题,并对未来的发展前景做出了展望。     

铅-茜素紫-邻菲罗啉体系的极谱行为及其应用

用线性扫描示波极谱法研究了 Pb( ) -茜素紫 -邻菲罗啉体系的伏安行为 ,发现在含有 0 .1 mol/L KCl,p H 4.70的 HAc- Na Ac缓冲溶液中 Pb( ) -茜素紫 -邻菲罗啉体系产生一灵敏的极谱吸附波 ,其峰电位为 - 0 .56V( vs.SCE) ,峰电流与铅 ( )的浓度在 8× 1 0 - 8～ 2× 1 0 - 6 mol/L范围内呈线性关系 ,检出限为 5× 1 0 - 8mol/L;研究了电极反应机理 ,并用建立的方法测定了皮蛋中的铅含量。     

顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法快速筛查油性基质中化学武器公约相关化合物

《化学武器公约》核查的化合物范围广泛，数量庞大，而核查样品通常来源复杂多样，且目标化合物含量很低，极易发生漏检和误检。鉴于核查结果的政治、军事敏感性，建立快速、有效的筛查方法对于准确鉴定复杂环境样品中公约相关化合物十分重要。针对油性基质样品前处理费时费力，低沸点化合物易漏检等问题，研究建立了顶空固相微萃取(HS-SPME)结合全扫描模式下气相色谱-质谱(GC-MS)检测，快速筛查油性基质中化学武器公约相关化合物的分析方法。为模拟筛查过程，选取24种性质各异的重要公约清单物为代表性化合物，并根据性质将所选化合物分为3组分别进行研究。对HS-SPME的工作条件进行了优化，包括萃取纤维涂层种类、萃取温度、萃取时间、解吸时间、衍生化方法等。对极性较低的挥发性和半挥发性公约相关化合物，采用二乙烯基苯/碳分子筛/聚二甲基硅氧烷(DVB/CAR/PDMS)纤维提取，以分流模式(分流比10∶1)进样分析，检出限为0.5～100 ng/mL。对中等极性和较高极性化合物，衍生化后采用聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯(PDMS/DVB)纤维提取，以不分流模式进样分析，检出限为20～300 ng/mL。所建方法简单...     

Effect of Copper-vacancy on the Electrical,Optical and Thermoelectric Properties of CuInTe_2 by the First-principles Study

The effects of copper-vacancy on the electrical, optical and thermoelectric properties of CuInTe2 have been investigated by the first-principles calculations and semi-classical Boltzmann theory. The estimated results of copper vacancy formation energies for Cu1-xn Te2(x = 0,1/16, 1/8 and 1/4) showed it is more difficult to prepare the sample with higher copper vacancy concentration. From the calculated energy band structures with MBJ-GGA, it can be seen that they are p-type semiconductors and the energy gap values increase with the vacancy concentration increasing. The wavelength is smaller than 460 nm, and the high copper vacancy concentration(x =1/4) is helpful to the values of absorption coefficient, while above 460 nm, the lower copper vacancy concentration(x = 1/16) is able to enhance the absorption coefficient. The lower copper vacancy concentration(x = 1/16) is more favorable to improve the power factor in low or middle temperature. However, the high copper vacancy concentration(x = 1/4) is better in high temperature. These results give hints for the design of CuInTe2 as the good photovoltaic and thermoelectric materials.     

简谐点荷载下饱和土中圆形隧道系统的动力响应

在饱和土体地区,由于流-固耦合效应,实际轨道交通荷载作用下隧道系统动力响应的研究较少,为此提出一种新方法来研究非轴对称简谐点荷载作用下饱和土体中圆形隧道系统的动力响应。假定衬砌为Flügge薄壁圆柱壳,土体为饱和多孔介质,将荷载、动力响应沿环向模态展成级数形式,利用傅里叶积分变换首先求得衬砌-饱和土体系统的动力响应。在此基础上,将道床板作为无限长的Euler梁,考虑道床板、衬砌、饱和土体的相互作用,进一步求解无砟轨道道床板-衬砌-饱和土体系统在点荷载作用下的响应。研究的结果表明这种方法可有效求解非轴对称荷载作用下饱和土中2种隧道系统的动力响应;荷载频率对饱和土中2种隧道系统的动力响应均有较大影响;道床板能减小衬砌、饱和土体的动力响应。     

常压电离质谱在公共安全化学毒物检测的应用

常压电离质谱技术(Ambient ionization mass spectrometry,AIMS)以其敞开式环境、简便操作、原位、实时、高通量等优势,成为公共安全化学毒物检测领域的研究热点。该文基于文献计量分析,简要概述了AIMS的分类、发展趋势及其在公共安全化学毒物检测领域的发展现状,重点从检测灵敏度、样品前处理兼容性以及现场检测的小型化质谱适配性等方面,归类总结了AIMS在毒品、爆炸物、化学战剂和生物毒素等分析检测方面的应用特点,最后对其技术特点及未来发展待解决问题等进行了评述,为相关领域研究人员提供有益参考。     

双酚A在氧化石墨烯表面吸附的分子动力学模拟

双酚A(bisphenol A,BPA)是一种内分泌干扰物,会对机体多方面产生不良影响,包括生殖系统、神经系统、胚胎发育等.因此,在水环境中如何检测和去除BPA显得尤为重要.实验研究表明,氧化石墨烯(graphene oxide,GO)对BPA具有优异的吸附去除性能,但在分子层面的吸附机制尚不清楚.分子动力学模拟,能提供BPA在GO表面的动态吸附过程以及吸附构象等详细信息,可以弥补实验的不足.本文利用GROMACS分子动力学模拟软件,系统模拟了BPA在含GO的水溶液中的吸附过程,并计算了吸附自由能.结果显示:所有的BPA均被吸附在GO两侧,通过分析BPA的吸附构象以及与GO的相互作用,发现π-π疏水作用对吸附起主导作用,且显示出很好的稳定性,而静电和氢键作用增加了GO的吸附能力.通过自由能计算,BPA在GO表面的结合能达30 k J/mol,远大于水分子的5 k J/mol.这些结果进一步证实GO对BPA具有很强的吸附能力以及GO作为吸附剂在水溶液中去除BPA的可行性.     

疑似蛇毒液样品的纳升级超高效液相色谱-高分辨质谱分析鉴定

针对5个疑似蛇毒毒液及其沾染样品,基于纳升级超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱（Nano LC-MS/HRMS）技术,结合尺寸排阻色谱分离,建立了一种蛋白质种类及物种归属的严格鉴定方法。5个样品经尺寸排阻色谱分离后均得到3个洗脱峰,分别冻干后以胰蛋白酶进行溶液内酶解处理并进行液相色谱-高分辨质谱分析鉴定。首先采用全扫描-数据依赖型MS/MS（Full MS/dd MS²）采集模式对样品中的肽段信息进行非靶向采集,依次与Swiss-Prot、蛇亚目（Serpentes）、游蛇科（Colubroidea）、眼镜蛇科（Elapidae）、眼镜蛇亚科（Elapinae）、眼镜蛇属（Naja）蛋白质数据库逐级收缩比对;再筛选符合肽谱匹配度、肽段错误发现率小于1%和特征肽段数目大于等于2的蛋白质,共鉴定到32种蛋白质均来自中华眼镜蛇（Naja atra）,可归属于Naja atra的10个家族,主要为三指毒素、金属蛋白酶、磷脂酶A2等。最后,采用平行反应监测模式选取每种蛋白质的两条特征肽段进行靶向验证,当两条特征肽段均满足“至少75%的y⁺和b⁺离子的Δm/z小于5 ppm”时,方认为鉴定到了样品中的某一蛋白质。最终鉴定出5个样品均含有Naja atra蛇毒。此鉴定方法研究系统、严格,可为蛇毒中毒司法鉴定以及毒药物研究等提供有效的技术支持。