新型层状Bi2Se3的第一性原理研究

近年来,在石墨烯研究热潮的推动下,众多种类丰富、性能各异的二维化合物材料相继被发现,其中一些二维材料具有多种同素异构体,进而呈现出更丰富的性质.层状Bi2Se3由于其独特的物理性质,受到人们广泛的关注,而它的同素异构体尚未有人研究.本文采用基于密度泛函理论的结构搜索方法,预测了一个稳定的b-Bi2Se3新相,它具有良好的动力学和热力学稳定性,并在低Bi2Se3源化学势条件下容易形成.单层b-Bi2Se3是一个直接带隙为2.44 eV的二维半导体,其电子载流子有效质量低至0.52m0,在可见光范围内具有高达10^5 cm^–1的光吸收系数,并且能带边缘位置适中,可用于光催化水分解制氢气.此外,由于b-Bi2Se3在垂直层面方向的镜面对称性破缺,能够产生面外极化强度,具有0.58 pm/V的面外压电系数.鉴于其新颖的电子特性,二维b-Bi2Se3在未来的电子器件中可能发挥重要的作用.     

纳米粒子驱动受限环境下两嵌段共聚物/均聚物混合体系的自组装行为

采用含时金兹堡-朗道理论(time-dependent ginzburg-landau theory,简称TDGL)方法研究了纳米粒子(nanoparticles,简称NPs)掺杂的两嵌段共聚物/均聚物(AB/C)共混体系在球形受限下的自组装行为.在不同球形受限条件下,两嵌段共聚物/均聚物共混体系形成了多种丰富的形貌,如双螺旋结构、单螺旋结构、层状结构和洋葱环状结构等.当在以上前3种体系中掺杂纳米粒子后,体系结构发生了很大的变化.详细研究了纳米粒子的浓度和浸润强度对以上结构的影响.研究结果表明,通过调控纳米粒子的浓度和浸润性质,该共混体系实现了双螺旋结构→层状结构,单螺旋结构→双螺旋结构,层状结构→单螺旋结构等多种取向序的转变.对于洋葱环状结构,纳米粒子的加入对体系这一结构的影响不大.     

新视角审视补偿法测电阻电路

从欧姆定律、伏安法的视角审视各种补偿法测电阻电路,实际上各种补偿法测电阻电路都是和伏安法一样按欧姆定律方式设计的。实践表明按从消除伏安法测电阻电路系统误差逐步推演出完全补偿法的测电阻电路,再讲授补偿法的原理的思路设计教学,收到了很好的效果。     

Tm~(3+)/Yb~(3+)共掺氟氧化物碲酸盐玻璃的上转换发光及光学温度传感

采用高温熔融淬火法成功的合成了Tm~(3+)/Yb~(3+)共掺杂的含有不同浓度Tm~(3+)的氟氧化物碲酸盐玻璃.测量了样品的吸收光谱,结果表明Yb~(3+)和Tm~(3+)成功掺入到玻璃基质中.在980nm激发下,样品在801nm(3H4→3H6)发射最强,在476nm(1G4→3H6)和651nm(1G4→3F4)发射较弱;分析了上转换发光强度与Tm~(3+)浓度依赖关系,确定了上转换发光的最佳掺杂浓度为0.1%Tm2O3;探讨Tm~(3+)的上转换发光机理和Tm~(3+)的浓度猝灭机理,结果表明在980nm激发下Tm~(3+)获得的能量主要来自于Yb~(3+)→Tm~(3+)的量传递,Tm~(3+)的浓度猝灭机理为Tm~(3+)-Tm~(3+)之间的交叉弛豫导致的无辐射能量传递,根据能量匹配的原则,给出可能的交叉弛豫通道.此外,在980nm激发以3F2,3和3H4作为热耦合能级研究分析了Tm~(3+)在氟氧化物碲酸盐玻璃中的温度传感性能,结果表明灵敏度随温度的升高而升高,说明Tm~(3+)掺杂的氟氧化物碲酸盐玻璃可以作为光纤传感材料,且在高温灵敏度更佳.     

“三明治”教学方法在工科有机化学课程中的应用

在应用型人才培养驱动下,探索了"三明治"教学方法在工科有机化学课程中的应用。首先对教学内容进行模块化建设,这有利于构建"三明治"教学主题,增强知识的系统性和对知识的应用能力;在"三明治"教学思想指导下,进行了相应的教学方法和考试方法改革,增强了实践性环节的比重和学生的参与度,凸显了学生为主体、教师为主导的教学模式。通过学生的成绩和问卷调查分析可知,学生学习的热情高,分析问题和解决问题能力、团队合作能力得到很大的提高,教学效果良好,适合应用型人才培养的要求。     

基于应用型人才培养的应用化学专业实践课程体系改革研究

在应用型人才培养驱动下,探索了应用化学专业实践课程体系的改革,以“精细化学品的合成与表征”和“精细化学品生产工艺”2个方面训练为目标,构建了“专业实验-实训-生产实习”为一体的专业实践课程体系;通过CDIO模式的教学方法改革,践行了专业实践课程对人才培养的要求,提高了学生应用知识解决实际问题的能力,达到了应用型人才培养的目的。     

智能激光测距机组件检测系统

为了解决目前各激光测距机检测仪功能单一、检测准确度低等问题,研制了一种新型智能激光测距机参数检测仪.系统采用先进的控制技术和方便快捷的微机软件,且配有结构巧妙的分光束光学系统,能同时实现对测距机的光轴平行性、光束性能参数,包括光束发散能量、脉宽、编码准确度的测试;天线的视场和灵敏度测试;系统整体性能测试.2 048×2 048高空间分辨率CCD的引入,使系统的角分辨率达到了5″;15 GHz示波器用于捕获窄达 100 ps的激光脉冲;高准确度,大动态范围的激光能量计可精确测量出激光的能量.     

基于氨基苯甲酰肼衍生物的铬离子荧光探针的合成及性能研究

以对氨基苯甲酸为母体通过系列化学衍生引入丹磺酰胺荧光基团及2-羟基-1-萘醛配位基团构筑了新型、简单的铬离子荧光探针L(1-(二甲基氨基)-5-(4-((2-羟基-1-萘亚甲基)甲酰肼基)苯基)萘磺酰胺)。运用核磁、质谱、元素分析和红外等手段表征了其结构,并通过荧光光谱法研究了探针分子L对Cr3+的识别作用。结果表明,当激发波长为350 nm时,单纯的探针分子L在473 nm(2-羟基-1-萘醛)和514 nm(丹磺酰胺)处显示连体双峰;当向探针分子L中加入Cr3+后,2-羟基-1-萘醛作为受体与Cr3+结合,丹磺酰胺发射峰红移至540 nm,并且强度增强5倍,量子产率Φ=0.28。探针分子L的背景荧光对Cr3+的识别无任何影响,识别过程推测是由CHEF效应和PET(光诱导电子转移)共同引起的。当加入其他金属离子(Na+,K+,Li+,Ca2+,Zn2+,Mn2+,Co2+,Cu2+,Cd2+,Hg2+,Pb2+,Ag+)时,在540 nm处荧光强度未增强,表明L对Cr3+具有高度专一的选择性。通过电喷雾质谱和Job’s plot 曲线确定L和Cr3+为1∶1的配位模式,探针L对Cr3+的最低检测限可达到4.0×10-6 mol·L-1。     

FCC金属塑性屈服的尺度效应和应变率响应

对纳米尺度单晶铜的剪切变形进行了分子动力学（MD）模拟．模拟结果表明，单晶铜的剪切屈服应力随模型几何尺度的增大而降低，而随着应变率的增大而升高．基于位错形核理论，建立了一个修正的指数法则来描述面心立方（FCC）金属的尺度效应，该法则与较大尺度范围内（从纳米到毫米以上）的数值模拟结果以及实验数据都符合得比较好．另外，MD模拟中发现单晶铜存在一个临界应变率，当施加的应变率小于该值，剪切屈服应力几乎不随应变率变化而变化；当大于该值，剪切屈服应力会随着应变率的增加迅速升高．最后根据模拟的结果建立了单晶铜和单晶镍塑性屈服强度的应变率响应模型．     

掩膜诱导的光敏性三组分聚合物混合体系的自组装

采用含时金兹堡-朗道理论(time-dependent Ginzburg-Landau theory)研究了二维体系中光敏性三组分聚合物混合体系在掩膜诱导下的相行为.详细探讨了光化学反应速率、聚合物组分比和掩膜长宽比对相分离行为的影响.获得了不同条件下体系形貌结构的相图,通过对这些相图的分析得到了岛状、网络状、层状等有序结构形成的条件.研究表明,固定掩膜的长宽比(L:d=6:4),当C组分的浓度?C0.35和光化学反应速率Γ1×10~(-5)时,体系形成岛状结构;当?C0.4和Γ1×10~(-5)时,体系主要形成层状和网状结构.固定光化学反应速率(Γ=1×10~(-3)),当6:5≤L:d≤6:1和?C0.35时,体系形成岛状结构;当6:6≤L:d≤6:1和?C0.4时,体系主要形成层状和网状结构.固定C组分的浓度(?C=0.45),当Γ≥5×10~(-4)和6:6≤L:d≤6:1时,体系主要形成层状和网状结构.稳定性分析表明这些有序结构在去掉掩膜之后仍能稳定存在.