石墨烯基生物分子传感器件的第一性原理研究

基于第一性原理模拟, 我们构建了一种具有石墨烯电极的纳米间隙生物分子传感器件的理论模型. 研究发现,当碱基分子胞嘧啶、甲基化胞嘧啶和羟甲基化胞嘧啶分别通过器件时, 器件横向电流的大小差异约有1个数量级, 器件对此类分子具有一定的分辨能力. 分子之间的区分度大小受单链脱氧核糖核酸(DNA)中相邻碱基分子间的相互作用及碱基分子构型的影响. 研究工作表明, 此类石墨烯基分子传感器可准确高效地区分具有不同结构的碱基分子, 为准确定位DNA链中的变异碱基分子提出了一种新的思路.     

GaN／A1xGal-xN异质结二维电子气的磁电阻研究

通过对GaN／A1xGa1-xN异质结中二维电子气磁输运结果的分析,研究了磁电阻的起因．结果表明,整个磁场范围的负磁电阻是由电子一电子相互作用引起的,而高场下的正磁电阻来源于平行电导的进一步修正．用拟合的方法得到了电子一电子相互作用项以及平行电导层的载流子浓度和迁移率,并用不同的计算方法对拟合结果进行了验证．     

Electron conductance and mode stability in multi-gap coupled cavity m

根据空间电荷波小信号基础理论,建立了多间隙耦合腔中单个间隙电子电导的计算模型与模式稳定性分析模型.以3间隙耦合腔为例,推导出了各个间隙电子电导的计算公式.通过理论计算与仿真模拟,研究了3间隙耦合腔中各个模式的电子电导特性,并进行了间隙中注波互作用研究与模式稳定性分析.模型计算发现:各个间隙不同模式的电子电导不同,第3间隙内电子电导受注电压及间隙距离影响最大,对整个间隙内的注波互作用及电路稳定性的影响也最大.该模型还可以用于分布作用速调管注波互作用的计算模拟.     

利用尿素热退火方法制备氮掺杂石墨

在尿素气氛中,通过热退火实验实现石墨烯的氮掺杂. 结合光电子能谱和拉曼光谱,确定了氮在石墨烯中的掺杂构型,并发现掺杂量可以通过退火温度和时间加以调控. 电性测量表明掺杂石墨烯的电导同氮掺杂量有很好的关联性.     

毛细管电泳-荧光/非接触电导组合型检测器的研制

报道了一种毛细管电泳-荧光／非接触电导组合型检测器。该检测器共用非接触电导检测池,实现了双检测器响应同步。优化了非接触电导检测系统中激发电压信号及其频率;荧光检测是用发光二极管作为激发光源,用光纤收集并传输荧光信号至光电倍增管。用无机金属离子和异硫氰酸荧光素评价该体系,结果表明,该检测器达到了任一单类型检测器性能指标。     

电导法研究树脂与游离酸的相互作用

利用电导实验技术跟踪树脂吸附游离酸的行为 ,讨论了外加盐和乙醇等因素对吸附的影响 ,利用固 -液相互作用方程求取吸附剂 -吸附质相互作用能。实验结果表明 ,树脂吸附游离酸 ,其表观吸附速率常数随着外加盐离子浓度的增大而减少 ;表观吸附速率常数与吸附剂 -吸附质相互作用能存在线性关系。     

方波激发非接触式电导检测器信噪比的影响因素研究

研制了用于毛细管电泳的方波激发非接触式电导检测器(CCD)并详细考查了对检测器信噪比影响较大的几个重要因素,包括激发频率和运算放大器、基线分压电路和A/D转换器、数字低通滤波;以及常见缓冲体系2-(N-吗啡啉)-乙磺酸/组氨酸(MES/His)体系中电解质浓度,添加剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对金属离子的检出信号的影响。所得的结果对于该类检测器的设计和优化具有参考价值。     

几种常见阴离子的高效毛细管电泳-电导分离检测

采用柠檬酸-柠檬酸钠作为缓冲体系,使用负高压,对Cl-、NO3-、HCO3-、H2PO4-几种常见阴离子进行了分离检测,研究了缓冲剂的种类、浓度、pH值及操作电压对分离的影响;在选定的条件下,定量线性范围为Cl-5.0×10-5～2.5×103md/L,NO3-6.0×10-5～2.0×10-3mol/L,HCO3-1.0×10-5～2.0×10-3mol/L,H2PO4-6.0×10-5～1.0×10-3mol/L;检出限为Cl-1.5×10-5mol/L,NO3-3.0×10-5mol/L,HCO3-1.0×10mol/L,H2PO4-2.0×10-5mol/L;4种离子的RSD(n=6)分别为3.1%、33%、2.6%和2.9%;应用选定条件对自来水样品进行了分析,结果令人满意.     

毛细管电泳非接触电导分离检测金属氧化物纳米粒子

采用毛细管电泳非接触电导检测技术,以碳酸钠-碳酸氢钠为缓冲体系,同时分离测定了纳米二氧化钛和三氧化二铝两种金属氧化物的悬浮粒子.考察了缓冲溶液种类、浓度及pH对分离效果的影响,探讨了激发频率、激发电压对检测信号信噪比的影响.在最佳分离检测条件下,不同粒径的二氧化钛和三氧化二铝悬浮粒子在8 min内可实现完全分离.所选择的最佳条件为:① pH 10.5缓冲溶液为5 mmol·L-1碳酸钠和碳酸氢钠混合溶液;②分离电压20 kV;③进样条件20 kV,6 s;④激发频率460 kHz;⑤交流激发电压4 V(给出最高的S/N比值).     

Ferromagnetic barrier-induced negative differential conductance on the surface of a topological insulator

The effect of the negative differential conductance of a ferromagnetic barrier on the surface of a topological insulat（ is theoretically investigated. Due to the changes of the shape and position of the Fermi surfaces in the ferromagnetic barrie the transport processes can be divided into three kinds： the total, partial, and blockade transmission mechanisms. The bias voltage can give rise to the transition of the transport processes from partial to blockade transmission mechanisms, which results in a considerable effect of negative differential conductance. With appropriate structural parameters, the currenl voltage characteristics show that the minimum value of the current can reach to zero in a wide range of the bias voltag and then a large peak-to-valley current ratio can be obtained.