钡作为掺杂元素调控铅基钙钛矿材料的毒性和光电特性

近年来,有机-无机杂化卤化物钙钛矿材料(ABX_3)由于具有优异的光电性质,受到了材料、能源等领域的广泛关注.但是,卤化物钙钛矿存在两个明显阻碍其商业化应用的问题:热稳定性差和含有有毒的铅(Pb)元素.相比于有机-无机杂化卤化物钙钛矿,全无机卤化物钙钛矿通常拥有更好的热稳定性.同时,采用一些无毒的元素部分替代B位的Pb,可以在保持优异光电特性的同时减小材料的毒性.本文结合无序合金结构搜索方法和第一性原理计算,系统研究了Ba掺杂CsPbX_3 (X=Cl, Br, I)钙钛矿体系的热稳定性和光电特性.计算结果显示,只有在高Ba浓度时,可以在室温下形成无序固溶体.由于Ba和Pb的离子半径和电负性等物理化学性质存在显著差异,随着Ba掺杂浓度的增加,带隙和载流子有效质量都呈现上升趋势,且带隙具有很宽的调节范围.因此,我们预测高Ba掺杂浓度的CsPbX_3 (X=Cl, Br, I)钙钛矿体系在短波段(如紫外或近紫外光)发光二极管或辐射探测器等领域具有潜在的应用价值.     

神舟3号飞船中分辨率成像光谱仪场地替代定标新方法研究

神舟3号飞船(SZ-3)搭载的中分辨率成像光谱仪(CMODIS)是我国下一代对地环境卫星遥感器的试验仪器,能获取地气系统30个可见光-近红外通道观测数据,这些高光谱数据应用,特别是定量遥感产品反演受到辐射定标的严重制约。文章在传统的在轨遥感器场地辐射校正基础上,提出了星地准同步观测场地辐射校正新方法,在缺少足够地面同步观测数据情况下,实现了CMODIS场地辐射校正,并达到了预期辐射校正精度要求。同时基于敦煌场地反射率光谱光滑的特点,利用EOS/MODIS大气订正后的通道反射比进行光谱内插,开展一种新的交叉定标方法试验。文章针对SZ-3/CMODIS数据,用此两种方法独立进行场地替代定标,试验结果能够相互验证,表明这两种定标方法切实可行,定标精度可靠,为我国下一代环境气象卫星传感器在轨辐射定标提供了新的定标方法和技术。     

超磁性四氧化三铁纳米颗粒在大鼠脑积水模型磁共振及CT成像中的应用

目的旨在研究四氧化三铁纳米颗粒在大鼠脑积水模型中的磁共振及CT成像中的应用,为临床应用提供理论依据,为合理开发该纳米颗粒奠定实验基础。方法采用单纯随机分组法将60只分为空白对照组(20只,给予无菌生理盐水注入枕大池)和实验组(40只,利用高岭土制作大鼠脑积水模型,利用MR筛选大鼠脑积水模型,向模型蛛网膜下腔内注入四氧化三铁纳米颗粒,1h后行CT检查,并于1个月后在显微镜下观察空白对照组与实验组四氧化三铁纳米颗粒在脑、心、肝、脾肺、肾等器官蓄积情况。结果 (1)实验组手术和麻醉导致6只大鼠死亡,实验组死亡率15%。对照组死亡率10%。总死亡率为13.3%。(2)实验组32只大鼠形成脑积水,在存活大鼠中模型成功率为88.9%,模型总制作成功率80.0%。(3)四氧化三铁在大鼠椎管磁共振成像中显示欠佳,CT具有较好的对比效果;(4)蛛网膜下腔内注入四氧化三铁纳米颗粒1个月后在脑、肝、脾、肺、肾等器官无明显蓄积。结论椎管内注入超磁性四氧化三铁纳米颗粒是安全可靠的,可以作为脑积水颅脑CT检查的造影剂。     

High-throughput computational material screening of the cycloalkane-based two-dimensional Dion—Jacobson halide perovskites for optoelectronics

Two-dimensional (2D) layered perovskites have emerged as potential alternates to traditional three-dimensional (3D) analogs to solve the stability issue of perovskite solar cells. In recent years, many efforts have been spent on manipulating the interlayer organic spacing cation to improve the photovoltaic properties of Dion—Jacobson (DJ) perovskites. In this work, a serious of cycloalkane (CA) molecules were selected as the organic spacing cation in 2D DJ perovskites, which can widely manipulate the optoelectronic properties of the DJ perovskites. The underlying relationship between the CA interlayer molecules and the crystal structures, thermodynamic stabilities, and electronic properties of 58 DJ perovskites has been investigated by using automatic high-throughput workflow cooperated with density-functional (DFT) calculations. We found that these CA-based DJ perovskites are all thermodynamic stable. The sizes of the cycloalkane molecules can influence the degree of inorganic framework distortion and further tune the bandgaps with a wide range of 0.9—2.1 eV. These findings indicate the cycloalkane molecules are suitable as spacing cation in 2D DJ perovskites and provide a useful guidance in designing novel 2D DJ perovskites for optoelectronic applications.     

邻氨基芳香腈与羰基化合物的反应机理及其产物的骨架结构

Friedlnder反应是合成具有生物活性、光电活性的喹啉衍生物的重要方法.其典型转化之一——邻氨基芳香腈与羰基化合物的Friedlnder缩合在得到经典的转化产物的同时可以得到新骨架产物,这种新转化自本课题组报道以来已受到国内外学者的诸多关注,但该转化的新产物骨架结构尚存争议.本综述概括了该新转化自发现以来国内外的研究进展,从13C NMR,FT-IR,X射线单晶衍射数据等明确了新转化反应得到的产物骨架为喹唑啉酮结构.完整地提出了该类Friedlnder分岔反应的转化机理:经由分子内的Pinner反应到Dimroth重排的过程存在于邻氨基芳香腈和酮的经典Friedlnder反应中(PDF反应).     

基于双半导体光放大器的读/写分别控制的新型全光缓存器

全光缓存器能够在光域内对数据包进行缓存,解决数据包在节点的冲突。提出了一种新型可擦写的全光缓存器,该缓存器以半导体光放大器(SOA)为非线性相移器件,利用信号光和控制光在半导体光放大器中的交叉相位调制实现信号在光域内的"写入"和"读出"。在注入信号峰值功率相同的条件下,双半导体光放大器结构的采用还可以对信号光实现功率补偿,比利用单个半导体光放大器进行"写入/读出"控制延长了缓存时间,并能有效克服在数据包"写入"缓存器时造成的输出端口处信号光的泄漏。该缓存器顺利实现了2.5 Gb/s数据包的多圈缓存。     

Temperature-induced phase transition of two-dimensional semiconductor GaTe

GaTe is a two-dimensional Ⅲ-Ⅵ semiconductor with suitable direct bandgap of~1.65 eV and high photoresponsivity,which makes it a promising candidate for optoelectronic applications.GaTe exists in two crystalline phases:monoclinic(m-GaTe,with space group C2/m) and hexagonal(h-GaTe,with space group P63/mmc).The phase transition between the two phases was reported under temperature-varying conditions,such as annealing,laser irradiation,etc.The explicit phase transition temperature and energy barrier during the temperature-induced phase transition have not been explored.In this work,we present a comprehensive study of the phase transition process by using first-principles energetic and phonon calculations within the quasi-harmonic approximation framework.We predicted that the phase transition from h-GaTe to m-GaTe occurs at the temperature decreasing to 261 K.This is in qualitative agreement with the experimental observations.It is a two-step transition process with energy barriers 199 meV and 288 meV,respectively.The relatively high energy barriers demonstrate the irreversible nature of the phase transition.The electronic and phonon properties of the two phases were further investigated by comparison with available experimental and theoretical results.Our results provide insightful understanding on the process of temperature-induced phase transition of GaTe.     

新型乘用车室内空气痕量组分快速检测系统的研制

基于自主研制的真空紫外单光子电离飞行时间质谱仪和在线高精度甲醛分析仪,研制了一套新型乘用车室内空气痕量组分的快速检测系统。通过净化空气对乘用车室内空气进行置换,置换完成后,分别利用在线挥发性有机物质谱仪和在线高精度甲醛分析仪对乘用车室内空气中痕量组分和甲醛进行连续检测。结果表明,苯、甲苯、二甲苯/乙苯、苯乙烯和甲醛在对应浓度范围内具有良好的线性,相关系数(r²)均大于0.99,相对标准偏差均小于5%,检出限分别为1.3×10^-9、0.1×10^-9、0.2×10^-9、0.8×10^-9、0.1×10^-9 mol/mol。采用该方法测定车内空气,结果显示,在短时间内,车内VOCs可快速释放达到释放亚平衡状态,并可得到亚平衡状态下的VOCs浓度及释放速率结果。测试车辆车内空气中待测物质苯、甲苯、二甲苯/乙苯、苯乙烯和甲醛的浓度分别为0.30、8.90、25.10、21.90、15.05μg/m³。该方法无复杂耗时的采样过程,操作简便,能够满足...     

纤维增强复合材料层合板弹道冲击研究进展

近20多年来, 纤维增强复合材料层合板, 在结构防护领域大量使用, 由于层合板结构及材料特性的复杂, 其弹道吸能机理十分复杂, 影响因素包括靶板的几何尺寸、结构形式、材料力学特性及层间粘结、弹形及弹速等诸多方面.本文主要针对近10年的研究工作, 侧重于实验技术、弹道冲击实验研究、经验公式及理论分析模型等几方面的发展, 进行了回顾和展望.同时, 对于弹道侵彻力历程、材料的动态力学特性以及数值分析技术在层合板弹道冲击问题上的运用及发展等方面, 也进行了简要的介绍.      

汽车盘式制动器摩擦-振动耦合特性试验研究

本文针对9种具有不同厚薄差和端面跳动量组合的汽车盘式制动器,利用制动器惯性试验台在四种制动压力工况下进行了制动转矩和制动压力的测量,并通过阶次分析与小波分析的方法研究了盘式制动器摩擦特性与制动压力波动之间的耦合关系.研究发现:制动盘的厚薄差和端面跳动会引起法向力的波动,进而引起摩擦系数的波动,并且摩擦系数、制动压力以及制动转矩的波动都与转速存在2阶的阶次关系;摩擦系数静态成分随着相对速度的减小和制动压力的减小而增大;摩擦系数动态部分随制动压力的增大而减小,且主要由制动盘厚薄差引起,端面跳动对其影响不明显.