Orientation relationship between α-Fe precipitate and α-Al2O3 matrix in iron-implanted sapphire

Fe ions were implanted into α-Al₂O₃ single crystals (sapphire) at room temperature and annealed in a reducing atmosphere. The orientation relationships (ORs) between α-Fe particles and sapphire matrix were investigated using transmission electron microscopy (TEM). All the α-Fe particles have the orientation relationship (OR) of (1 1 1)_α-Fe || (0 0 0 1)_sapphire and ${[1\overline{1}0]}_{\alpha \text{-Fe}}\left|\right|{[11\overline{2}0]}_{\text{sapphire}}$ with sapphire. This OR is predicted precisely by the coincidence of reciprocal lattice points (CRLP) method. The other OR of (1 1 0)_α-Fe || (0 0 0 1)_sapphire and ${[111]}_{\alpha \text{-Fe}}\left|\right|{[5\overline{1}\overline{4}0]}_{\text{sapphire}}$ reported before is confirmed by the same method to be one of the secondary preferred orientation relationships in the α-Fe/sapphire system.     

近红外光谱法直接检测甜叶菊叶片甜菊糖苷模型建立

使用近红外光谱技术直接扫描甜叶菊干叶片,建立了甜菊苷(stevioside,ST)和莱鲍迪苷A(rebaudioside A,RA)的检测模型。对甜菊苷含量在0.27%~1.40%,莱鲍迪苷A含量在0.61%~3.98%范围内的不同品种的甜叶菊干叶片进行了近红外光谱扫描,共扫描了105份。采用偏最小二乘法建立甜菊糖苷的检测模型,比较了减去一条直线、多元散射校正、一阶导数和二阶导数等不同的光谱预处理方法对模型的影响。结果显示减去一条直线的数据预处理方法为ST的最优建模方法。ST校正集相关系数为0.986,校正均方根误差为0.341,预测均方根误差为1.00,相对分析误差为2.8;RA采用无光谱预处理建模,RA的建模结果相关系数为0.967,校正均方根误差为1.50,预测均方根误差为1.98,相对分析误差为4.17。说明近红外光谱技术检测甜叶菊干叶片中ST和RA的含量具有一定的可行性。同时与甜叶菊粉末ST模型结果相关系数为0.986,校正均方根误差为0.32,预测均方根误差为0.601,相对分析误差为2.86和RA模型结果相关系数为0.968,校正均方根误差为1.50,预测均方根误差为1.48,相对分析误差为4.2相比差异不明显。但减少了叶片粉末检测过程中的烘干、研磨的步骤,节省了时间,降低了工作量。     

三环型波导微环谐振器无热化生物传感器

针对温度波动对生物传感器探测性能的影响,本文提出了一种三环型波导微环谐振器无热化生物传感器。传感器芯片以3个微环谐振器为一个传感单元,3个微环谐振器并联排列,且分别工作在1 500、1 550和1 580 nm波长,以其中两个为基本探测微环,另外一个作为备用微环。由于3个微环工作波长不同,可通过运算消去温度对探测谱线变化值的影响项,从而实现传感器的无热化探测。相对于传统的无热化方案,本方案制备材料不受限,且无需参考微环,不存在浪费面积,集成度更高。另外备用微环的设计可以防止部分微环工作失常时传感器无法工作情况的发生,提高了系统的稳定性及可靠性。     

格尔木地区整层大气臭氧浓度激光外差测量与反演研究

搭建了便于外场观测的3.3μm激光外差光谱仪,实测其光谱分辨率为0.004 cm^-1。利用该设备测量了青海格尔木地区整层大气臭氧的吸收光谱,并结合最优估算法反演了该地区的臭氧浓度。测量期间,格尔木地区臭氧柱浓度均值约241.7 DU,且浓度随观测时间呈上升趋势,上升速度约4 DU/h。结果表明,该激光外差光谱仪结合最优估算法能够实现高海拔地区整层大气臭氧浓度的测量,在环境、气象及激光大气传输等研究领域具有重要的应用前景。     

Accelerating C_(2+) alcohols synthesis from syngas by simultaneous optimizations of CO dissociation and chain growth over CuCo alloy catalyst

With regard to the reaction of higheralcohol synthesis(HAS),the optimizations of activity and selectivity towards C_(2+) alcohol are restricted by the improper equilibrium in two different CO activation pathways and chain growth capacity.Herein,we find that delibrately controlling the compositions of catalysts is an effective strategy to achieve the equilibrium of CO activation pathways and promote the chain growth.As a result,the optimized Cu_(0.25)Co_(0.75) alloy catalyst can achieve a large proportion of higher alcohol in alcohol products(C_(2+)OH/MeOH=4.40),together with high CO conversion of 71.27% and space-time-yield of 147.65 g kg~(-1) h~(-1).The mechanistic studies suggest that the good performance of Cu_(0.25)Co_(0.75) catalyst is attributed to the synergistic effect between alloyed Cu and Co.     

用于46 T全超导磁体装置的26 T REBa2Cu3O7-δ高温超导内插磁体电磁设计研究

REBa2Cu3O7-δ(REBCO)高温超导带材具有良好的电磁性能和机械强度,现已成为开发极高场超导磁体的重要基础材料.本文基于T-A 方程提出了一种极高场REBCO 内插磁体的参数化设计方法,该方法在计算中考虑了超导屏蔽电流对磁体中心场强和应变分布的影响,采用分步优化的方式从内向外依次确定各超导线圈的结构参数,每个线圈的优化过程相对独立.基于该设计方法,本文给出了46T全超导磁体中26TREBCO 内插磁体的电磁设计方案,确定了主要线圈参数和工作电流.该内插磁体由4个线圈同轴嵌套串联组成,每个线圈都由REBCO带材绕制而成的双饼线圈(Double Pancake, DP)堆叠而成.基于当前模型计算结果,在给定的20T背景场中,当内插磁体工作电流达到290A时,磁体中心场强可达46T;高温超导线圈中最大环向应变为0.61%,仍然处于危险区域.     

电荷耦合效应对高耐压沟槽栅极超势垒整流器击穿电压的影响

通过沟槽结构和可调节的电子势垒,沟槽栅极超势垒整流器可以更为有效地实现通态压降和反向漏电流之间的良好折衷.在高压应用时,电荷耦合效应对于提高该器件的反向承压能力起到了关键作用.本文通过理论模型与器件模拟结果,分析了沟槽深度、栅氧厚度和台面宽度等关键参数对电荷耦合作用下二维电场分布的影响,归纳出了提高该器件击穿电压的思路与方法,为器件设计提供了有意义的指导.在此基础上,提出了阶梯栅氧结构,该结构在维持几乎相同击穿电压的同时,使正向导通压降降低51.49%.     

基于光弹调制的运动斯塔克效应诊断

电流密度分布是等离子体物理研究的关键分布参数,在托卡马克先进运行模式发展,电流驱动,约束与输运等方面发挥着重要的作用。中性束与等离子体相互作用产生的分裂光谱,包括σ分量与π分量,水平观测时,σ分量的偏振方向垂直于等效电场的方向,π分量的偏振方向平行于等效电场的方向,通过测量分裂光谱的偏振方向可以反演出等离子体电流密度分布。基于光弹调制器的偏振检测系统具有检测精度高、时间响应迅速的独特优点,非常适用于等离子体电流快速变化下的电流密度分布测量。光弹调制器的双折射晶体在周期性外部驱动源的作用下发生弹性形变,其折射率会产生周期性的变化,当偏振光通过时,出射光的偏振特性将相应产生周期性变化,再经过偏振片,形成调制的光强变化。运动斯塔克效应(MSE)诊断的偏振检测系统由两个光弹调制器(PEM)和一个偏振片组成,通过检测不同调制频率的调制强度的比值,从而快速、精确地获得分裂光谱的偏振方向的实时变化,进而得到等离子体电流密度分布。详细介绍了东方超环托卡马克(EAST)装置上的MSE诊断,初步完成了离线测试与标定,参与中性束电流本文驱动物理实验,初步获得了等离子体电流密度分布的信息。     

Formation of Nickel Sulfide Nanoframes from Metal–Organic Frameworks with Enhanced Pseudocapacitive and Electrocatalytic Properties

Nanoframe‐like hollow structures with unique three‐dimensional (3D) open architecture hold great promise for various applications. Current research efforts mainly focus on frame‐like noble metals and metal oxides. However, metal sulfides with frame‐like nanostructures have been rarely reported. Starting from metal–organic frameworks (MOFs), we demonstrate a novel structure‐induced anisotropic chemical etching/anion exchange method to transform Ni‐Co Prussian blue analogue (PBA) nanocubes into NiS nanoframes with tunable size. The reaction between Ni‐Co PBA nanocube templates and Na₂S in solution leads to the formation of well‐defined NiS nanoframes. The different reactivity between the edges and the plane surface of the Ni‐Co PBA nanocubes is found to be the key factor for the formation of NiS nanoframes. Benefitting from their structural merits including 3D open structure, small size of primary nanoparticles, high specific surface area, and good structural robustness, the as‐derived NiS nanoframes manifest excellent electrochemical performance for electrochemical capacitors and hydrogen evolution reaction in alkaline electrolyte.     

呼气中挥发性硫化物的质子转移反应质谱在线检测

利用自主研制的高灵敏呼气检测质子转移反应质谱(PTR-MS),对一名口臭受试者的口腔吹出气体、鼻子呼出气体和口腔内气体分别进行多组分实时监测,发现了该受试者呼气中3种引起口臭的挥发性硫化物(VSCs)的来源并不相同,其中甲硫醇主要来源于口腔,硫化氢和二甲基硫则主要来源于肺或呼吸道.本研究不仅发现了口腔内气体在PTR-MS呼气监测过程中的特征变化趋势,还分析了呼出气体中3种VSCs的来源,对于呼气的正确采样和检测具有重要的指导意义.