金属卟啉二维纳米晶的制备及其光电性能

金属卟啉是一种重要的金属-有机复合物,在光电转换器件、催化、传感、医学等领域有着广阔的应用前景。对无机二维纳米材料（石墨烯或过渡金属硫属化合物等）的广泛研究促使金属-有机二维纳米材料成为当前的研究热点之一。本文针对金属-有机以及卟啉二维纳米材料的研究现状,在简要回顾金属-有机二维纳米材料发展历史的基础上,详细总结了金属卟啉单分散二维纳米晶和二维薄膜的制备方法,综述了其当前在太阳能电池、光电催化以及光学传感等方面的应用,最后讨论了金属卟啉二维纳米材料当前面临的研究问题及未来可能的发展方向。     

水溶性含糖共轭聚合物的制备及应用

水溶性共轭聚合物具有优异的光学稳定性、高亮度、易于修饰和水溶性等特点,广泛应用于离子检测、蛋白检测和生物成像等领域。水溶性共轭聚合物主要通过在共轭聚合物的侧基或端基修饰水溶性的离子基团或水溶性聚合物实现其水溶性,水溶性共轭聚合物还可以通过引入功能性基团或聚合物使其具备不同的功能特性。糖化合物是天然存在的一类生物分子且大部分具有水溶性的特点,因此最近十几年来科研工作者将糖化合物引入共轭聚合物中以赋予共轭聚合物糖化合物的生物功能特性。本文总结了水溶性含糖共轭聚合物的制备方法、化学结构及其在凝集素、细菌检测和细胞荧光成像中的应用。最后总结了此类聚合物的特性、发展方向及目前所需解决的问题。     

FTIR指纹图谱技术在禹余粮质量控制中的应用

矿物药是中国传统药学中不可缺少的重要组成部分。禹余粮作为常用矿物药之一,在临床上有着广泛的使用和确切的疗效,长期用于治疗久泻,便血和崩漏带下。由于禹余粮原矿物成因复杂,通常由多种矿物组成,且组成比例不一,导致目前市场矿物药禹余粮品种来源较混乱,质量参差不齐,真假难以分辨。2010版《中国药典》所收载矿物药禹余粮的质量控制标准仅有简单的性状和铁盐的化学鉴别项目,不能很好的控制禹余粮的质量。通过FTIR方法建立矿物药禹余粮FTIR指纹图谱,并对禹余粮炮制前后及伪品FTIR图谱进行了比较分析。对不同产地和批次18份禹余粮样品进行分析,FTIR指纹图谱相似度评价以计算共有峰透光率的夹角余弦值获得。结果显示,禹余粮样品的FTIR指纹图谱相似度、相关系数均大于0.90;禹余粮生品、炮制品、伪品红外图谱存在较大差异。阐述了利用FTIR指纹图谱研究禹余粮的成分特征,能够快速、简便地区分真伪及炮制前后的禹余粮样品。禹余粮FTIR指纹图谱的建立为矿物药禹余粮质量评价提供了新方法,为《中国药典》禹余粮药材质量标准的完善提供了依据。     

硅基纳米柱GaN-LED的制备与光谱特性分析

Ⅲ-Ⅴ族氮化物发光二极管因具有寿命长、尺寸小、高效、节能等优点,得到广泛的研究与应用。随着光通信、万物互联等领域的进一步发展,需要开发高质量的微纳光源和微纳光波导。纳米柱氮化镓发光二级管(GaN-LED)是一种重要的微纳光源,具有广阔的应用前景。另一方面,作为应用最广的硅半导体材料本身并不是直接半导体,发光效率低下而不能作为光源使用。因此,研究基于硅基板的纳米柱GaN-LED微纳光源具有非常重要的意义。采用射频分子束外延技术（MBE）在Si基板上沉积并生长具有GaN缓冲层、Si掺杂的n-GaN层、4个周期的InGaN/GaN量子阱层和Mg掺杂的p-GaN层的GaN基PN结构。利用扫描电子显微镜（SEM）观察其表面和侧面形貌,可观察到以一定的倾斜角度生长于衬底表面、排列紧密且整齐的纳米柱。利用微纳加工技术制备纳米柱GaN-LED,对已获得的纳米柱外延片进行SOG填充、FAB刻蚀,在p-GaN层和Si衬底侧蒸镀电极,并对LED两电极施加直流电压,进行I/V曲线和电致发光（EL）特性的测试。纳米柱GaN-LED的阈值电压为1.5 V,在室温下的峰值波长为433 nm。纳米柱结构可有效减小LED的阈值,在相同电压情况下,纳米柱LED的亮度更高,展现了良好的发光特性。GaN纳米材料与体材料相比,纳米结构中存在应力弛豫可以有效地降低位错密度,尺寸小于光生载流子或激子的扩散长度,因而能够减小光电子器件激活层中的局域化效应。通过TCAD仿真,对与实验结构相同的纳米柱GaN-LED两电极分别施加5,6和7 V的电压,可得到纳米柱LED的发光光谱。仿真结果显示纳米柱GaN-LED的发光波长在414～478 nm之间,发光颜色为天青蓝到蓝紫色之间,峰值波长为442 nm,发出鲜亮蓝色的光,与实验获得的EL光谱结果相近。随电压增大,发光光谱峰值波长减小,出现轻微的峰值波长蓝移。在纳米柱结构中InGaN/GaN区域产生强烈的极化效应,纳米柱结构在量子阱区域的载流子浓度增加,削弱了量子限制斯塔克效应,从而使LED波长峰值向高频率移动即蓝移。其次,纳米柱结构能够引起应力释放,也会引起峰值波长蓝移。     

微波与热偏置下超导HEB太赫兹直接检测器的性能比较

本文介绍了一种基于超导氮化铌(NbN)热电子测辐射热计(HEB)的太赫兹(THz)直接检测器,并利用直流读出法和微波反射读出法,对微波与热偏置下HEB直接检测器的性能进行了比较.通过直流读出法,在最佳工作点处,测得微波偏置与热偏置条件下检测器的电流响应率分别为244A/W和20A/W,光学噪声等效功率(NEP)分别为4.5pW/√Hz和6.8pW/√Hz.相比于热偏置,微波偏置能够大大提高检测器的响应率.此外,我们利用微波反射读出法对微波偏置和热偏置下检测器的性能进行了比较.两种读出方式均可很好的表征检测器的性能,而相比于直流读出法,微波反射读出法更易于扩展到多像素阵列,同时具有很快的读出速度,对快速THz脉冲信号的检测具有重要意义.     

物理化学理论与实验教学内容更新与教学模式改革——物理化学教学研究会第五次会议纪要

物理化学教学研究会第五次会议以物理化学及物理化学实验"金课"建设的思路与举措为主题,围绕物理化学教学内容更新、物理化学课程思政建设和学科思维教育、物理化学实验创新设计三个方面展开研讨。相关讨论对今后物理化学课程和实验教学内容更新和教学模式改革具有一定的指导意义。     

靶向DNA的刚性配体的双核芳基钌配合物

以刚性配体1,3-bib（1,3-二（1H-咪唑-1-基）苯）与[Ru（η⁶-p-bip）Cl₂]₂（p-bip,联苯基团）为原料,合成了3种双核芳基钌配合物[Ru₂（η⁶-p-bip）₂（1,3-bib）₂XY]X₂（X=Y=Cl^-（1）,X=Y=Br^-（2）,X=I^-和Y=Cl^-（3）,并用核磁和质谱等对配合物进行了表征。配合物1的单晶衍射结果表明其具有一种刚性双核M₂L₂碗状结构,空腔中心有一个阴离子Cl^-。配合物3对A549细胞有较高的抗癌活性（IC₅₀=13.9 μmol·L^-1）,与顺铂细胞毒性（IC₅₀=15.2 μmol·L^-1）相当。紫外吸收光谱、圆二色谱、凝胶电泳法研究表明配合物1~3与DNA发生强烈的相互作用并且诱发DNA发生解旋。     

陕北能源开发区产业转型升级特征及其经济效应

以陕北能源开发区榆林市为研究区,采用1990—2015年的统计调查数据,综合集成产业结构超前系数、More值测定法、Lilien指数和Shift-Share模型,对榆林市产业转型发展态势、产业转型升级方向、速度及其经济效应进行测度分析。 结果发现,1990年以来,榆林市产业结构演进呈现“双拐点”特征,产业结构演进与就业结构变化不协调;第一产业和第三产业发展普遍滞后,以能源重工业为主导的第二产业处于超前发展状态;产业结构转型升级速度较快;国家政策是榆林市产业结构演进的重要动力;产业内部增长效应对经济增长贡献突出,第二产业和第三产业结构变迁效应是未来榆林市经济增长的“结构红利”所在,产业转型升级和结构调整空间大。 本研究可为促进能源开发区产业结构转型升级提供理论参考和决策支持。     

基于成像光谱技术的土壤剖面发生层划分初探

土壤剖面是土壤发生学研究的核心,但过去几十年以来研究土壤剖面的技术并没有发生质的变化。成像光谱技术可以提供高空间、高光谱分辨率的土壤剖面数据,能够弥补反射光谱技术采样深度间隔较大的不足,用于定量研究土壤属性连续深度变化。以室内采集的土壤剖面成像光谱数据为研究对象,采用支持向量机方法进行光谱数据主成分分类,探讨成像光谱数据用于剖面发生层划分的可行性并分析影响因素。研究中首先定性分析各发生层平均光谱曲线形态特征,然后通过分析剖面光谱数据主成分深度变化特征及其散点分布情况,探讨其用于剖面发生层划分的可行性;最后进行1 000次随机划分数据集并建模、预测以减小误差,定量证明成像光谱数据用于土壤发生层划分的可行性,并通过样本分类错误频率来分析影响分类精度的因素。研究结果表明,受成土过程影响剖面内各发生层平均光谱曲线特征存在差异。成像光谱数据的主成分可以定量呈现土壤剖面深度方向上属性的连续变化及样本散点分布的集聚特征,能较好反映发生层之间的差异性,可以用于发生层划分。建模预测结果表明发生层的预测精度平均值达到93.08%。同时发现,光谱主成分分布相似区域的样本及位于发生层过渡区域的样本分类错误率较高。该研究为利用成像光谱技术进行土壤剖面发生层划分提供了理论依据,为下一步进行剖面发生层制图奠定了技术基础。     

基于Mie散射理论的C@H_2O复合粒子散射特性研究

大气中大量存在的复合粒子会对激光传输效率产生很大影响。由于空气中水蒸气含量较高,以C作为凝结核外层包裹以水的核壳结构微粒对光传输具有明显的散射效应。本文应用Mie散射理论对C@H_2O核壳结构微粒的散射特性进行了理论分析和数值计算,首先给出了不同入射波长、核粒子半径以及水膜厚度条件下散射强度分布变化曲线;其次给出了不同入射波长、核粒子半径以及水膜厚度条件下偏振变化情况;最后讨论了光学截面与粒子半径之间的关系。结果表明各参数对前向散射强度影响较大,入射波长越大散射强度越弱,C核半径增大粒子的前向散射增强,水膜厚度增大粒子的前向散射增强,而后向散射无明显影响;入射波长较大时,粒子在多个角度出现线偏振光,入射波长增大、碳核半径变大、水膜厚度增大,偏振度峰值都会增多;随着入射波长的增大,散射截面最大峰值位置向着半径增大的方向移动,并伴随一定的振荡现象,散射和消光截面在碳核半径为0.1μm左右达到最大值。