Spin-filter effect and spin-polarized optoelectronic properties in annulene-based molecular spintronic devices

Using Fe, Co or Ni chains as electrodes, we designed several annulene-based molecular spintronic devices and investigated the quantum transport properties based on density functional theory and non-equilibrium Green's function method.Our results show that these devices have outstanding spin-filter capabilities and exhibit giant magnetoresistance effect,and that with Ni chains as electrodes, the device has the best transport properties. Furthermore, we investigated the spinpolarized optoelectronic properties of the device with Ni electrodes and found that the spin-polarized photocurrents can be directly generated by irradiating the device with infrared, visible or ultraviolet light. More importantly, if the magnetization directions of the two electrodes are antiparallel, the photocurrents with different spins are spatially separated, appearing at different electrodes. This phenomenon provides a new way to simultaneously generate two spin currents.     

基于伪地球坐标系的惯导系统全球导航算法

由于极区特殊的地理、电磁条件,惯性导航因其自主性和信息完备性使之成为极区导航的首选。然而在考虑全球执行能力时,现有常用的任何一种力学编排方案都不能单独的实现全球导航。通常采用组合编排的方式,这样则不利于惯导算法的全球统一。基于此提出了基于伪地球坐标系的全球导航算法。该方案在全球导航时可以实现惯导算法的内在统一,并可保证物理平台的平稳切换,从而实现平台惯导与捷联惯导系统编排方案的统一。另外,该方案也更方便同其它局部惯导系统进行交互通信,仅不同的参数转换单元是必需的。同时,简单的切换逻辑也可以减小程序设计的复杂度和降低计算机负担。最后通过仿真证明了该算法的可行性。     

纳米TiO2去除氟离子的性能

研究了锐钛型纳米TiO2吸附剂对氟离子的吸附行为,考察了吸附平衡时间、温度、溶液的pH值等因素对吸附过程的影响.结果表明,纳米TiO2对氟离子的吸附在2.0 min基本达到平衡,在pH值2.0～10.0范围内,吸附率大于97％;吸附的氟离子可用0.1 mol/L NaOH溶液洗脱,3.0 min基本达到解析平衡,解析率能达到96％;该吸附过程符合准二级反应动力学模型,其反应的表观活化能(Ea)为6.85 kJ/mol;颗粒内扩散过程为吸附控制步骤,但不是唯一的控制步骤,同时还受液膜扩散的影响;吸附过程符合Langmuir、D-R等温模型,常温下纳米TiO2对氟离子的平均吸附能为4.26 kJ/mol.吸附反应的△G0＜0,焓变△H0＞0,说明该吸附过程是自发的吸热反应.共存阴离子HCO3-和pO43-对氟离子的吸附有影响.纳米TiO2在动态和静态吸附实验中的除氟效果相近.     

碱金属化物M+aza222M′- (M,M′=Li,Na, K)的结构及非线性光学性质

采用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法得到具有有机穴状配体的碱金属化物M+aza222M′-(M,M′=Li,Na,K)的几何结构.并使用了BHandHLYP方法计算了此体系的非线性光学(NLO)性质.结果表明:该体系具有很大的一阶超极化率(β0),对于Li+aza222K-体系,β0值达到1.0×106a.u.;体系的β0值及配体aza222内外的碱金属之间距离与碱金属的原子序数均存在着依赖关系.通过与其它碱金属化物的β0值对比发现,aza222配体能够显著增大碱金属化物的一阶超极化率.     

交联核壳结构PBA/PS和PBA/PMMA纳米微球的制备与应用

考察了聚丙烯酸丁酯/聚苯乙烯(PBA/PS)以及聚丙烯酸丁酯/聚甲基丙烯酸甲酯(PBA/PMMA)交联核壳结构纳米高分子微球的制备方法,并对其在尼龙复合材料中的应用进行了初步研究.结果表明,通过交联剂的引入使粒子核层和壳层内部均形成了高度交联的结构,可以限制亲水性较小的聚苯乙烯(PS)壳层向粒子内部迁移的趋势;制备出的微球平均粒径为40~50 nm,粒径分布很窄.采用饥饿态加料方式加入第二单体不仅可以使微球具有较高的产率和凝胶率,而且可以使其具有更理想的核壳结构和更窄的粒径分布.此外,将合成出的PBA/PMMA核壳粒子对尼龙6基体进行复合的结果表明,由于该微球表面与尼龙6基体之间具有较强的界面相互作用且微球具有较大的形变能力,可以在基体中形成良好的分散,在保持材料强度的同时有效地提高了其刚性和韧性.     

Spin depolarization dynamics of WSe_2 bilayer

In this work, the spin dynamics of a centrosymmetric WSe_2 bilayer has been investigated by the two-color timeresolved Kerr rotation together with helicity-resolved transient reflectance techniques. Two depolarization processes associated with the direct transition are discovered at a low temperature of 10 K, with the characteristic decaying time of～3.8 ps and ～20 ps, respectively. The short decay time of ～3.8 ps is suggested to be the exciton spin lifetime of the WSe_2 bilayer, which is limited by the short exciton lifetime of the WSe_2 bilayer and the rapid intervalley electron–hole exchange interaction between K+and K-valley in the same layer as that of monolayer. The long decay time of ～20 ps is suggested to be the spin lifetime of photo-excited electrons, whose spin relaxation is governed by the rapid intervalley scattering from the K valley to the global minimum Σ valley and the subsequent interlayer charge transfer in WSe_2 bilayer.Our experimental results prove the existence of the spin-polarized excitons and carriers even in centrosymmetric transition metal dichalcogenides(TMDCs) bilayers, suggesting their potential valleytronic and spintronic device applications.     

以固态法一步合成的荧光碳点为探针测定人体尿液中阿霉素

以柠檬酸和尿素为碳源和氮源,采用固态法一步合成出量子产率高达23%的荧光碳点。表征结果表明,所合成的荧光碳点为平均粒径为3~4 nm的球形,表面富含羟基、羧基和胺基等基团。此外,碳点的XRD谱图显示出无定型碳的特征峰。以所制备的碳点为荧光探针,基于碳点和阿霉素之间的共振能量转移而猝灭碳点的荧光,建立了阿霉素定量分析新方法。实验中考察了溶液的pH值和孵化时间的影响。在最佳实验条件下,阿霉素浓度在0.67~16.67 μg·mL-1范围之间与碳点的荧光猝灭值ΔF呈良好的线性关系(R2=0.995),检出限为0.22 μg·mL-1,回收率为83.0%～89.2%,相对标准偏差小于2.5%(n=5)。尿样中常见物质对测定干扰较小,显示出所建立的方法具有较好的选择性。     

快速边界识别算法用于达曼光栅掩模数据生成的研究

针对达曼光栅的数据写入问题,提出了一种快速边界识别算法（FBIA）用于复杂二元光学图形掩模的CIF格式数据的生成。该算法首先识别出达曼光栅图形的边界点,然后按照左手原则对边界点进行排序并构成闭合曲线。针对闭合曲线中可能出现的“孤岛”,该算法可自动识别并依据其数量对图形重新分割取点。结果表明FBIA算法具有搜索快、效率高等优点,可广泛应用于各种二元位相型元件CIF格式掩模板数据的生成。     

6-羟基-3-硫酸酯钠甾体化合物的合成及生理活性研究

甾醇硫酸酯钠化合物由于其独特的结构特征和特殊的生理活性正引起人们越来越多的关注.从天然存在的甾醇1a～1b出发,经过PCC氧化得到4-烯-3,6-二羰基甾体化合物2a～2b,然后在Ni2+存在的条件下用硼氢化钠还原2a～2b,得到3-羟基-6-酮甾体化合物3a～3b.利用三乙胺-三氧化硫复合物对3a～3b进行硫酸酯化得到4a～4b,然后通过阳离子(钠型)交换树脂对4a～4b进行Na+交换得到6-氧代-3β-硫酸酯钠盐5a～5b,5a～5b进一步通过NaBH4还原得到6-羟基-3β-硫酸酯钠(6a～6b).另外,采用类似的方法合成了6-羟基胆甾-4-烯-3β-硫酸酯钠(10a).并对化合物5a～5b和6a～6b进行抗肿瘤活性试验,结果表明6a在体外对卵巢癌(Hey-1B)细胞株具有较好的细胞毒性,IC50值为48 nmol/mL.     

超价化合物F_nLi_(n+1)(n=1～3)一阶超极化率的理论研究

采用UMP2/6-311+G(3df)方法得到了FnLin+1(n=1～3)体系的8个全部实频的异构体构型,并研究了这些体系的非线性光学性质.结果表明,这类超价化合物具有较大的一阶超极化率值(β0=2299.2～12322.3a.u.).超价化合物中弥散的电子云使体系具有较低的跃迁能,从而决定了FnLin+1具有较大的一阶超极化率.提示非中心对称的超价化合物将是一类潜在的非线性光学分子.