金催化的硅纳米线的可控制备及光学特性研究

硅纳米线是新型一维半导体纳米材料的典型代表。利用阳极氧化铝薄膜为模版复制出具有有序纳米结构的金膜,在金的催化辅助下对单晶硅进行湿法刻蚀,得到尺寸、形状、分布可控的硅纳米线阵列,并对其光学特性进行了研究。研究结果表明,金代替银作为催化剂,可以有效地抑制二次刻蚀,金的化学性质相对于银更加稳定,克服了银膜在较高的温度或较长刻蚀时间下产生的结构性破坏,得到形貌规整、尺寸可控的硅纳米线阵列。对该阵列在400 nm~1 200 nm波段的反射率、透过率进行了测试,并对比分析了金模板催化与传统方法机理的异同。测试结果表明,相较于传统金属辅助化学刻蚀法,文中提出的金模板催化法制备的硅纳米线阵列尺寸及分布更加均匀可控,在宽光谱范围内的抗反射性得到了显著提高。     

益生菌发酵对胡萝卜水溶性多糖调节小鼠免疫功能的影响

采用水提醇沉法从益生菌发酵前后的胡萝卜汁中提取水溶性多糖(分别记为WSP-n和WSP-p),并基于环磷酰胺诱导的免疫抑制小鼠模型,评价它们的免疫调节功能差异。结果显示,WSP-n与WSP-p均能提高胸腺指数、减缓脾脏肿大、抑制T淋巴细胞亚群分化异常和提高NK细胞毒性作用,同时能提高脾脏中细胞因子水平和血清中免疫球蛋白含量,并且WSP-p的作用强于WSP-n。表明胡萝卜多糖能有效改善机体的免疫机能,且益生菌发酵可增强胡萝卜多糖的免疫调节功能。     

秋葵果皮多糖基本结构特征、流变性能及抗氧化特性

采用热水浴(60℃)、沸水浴和酸法从秋葵[Abelmoschusesculentus(L.) Moench]果皮中依次提取、纯化各多糖组分,所得组分分别记为水溶性多糖-1(OPWE-60)、水溶性多糖-2(OPWE-100)、酸溶性多糖(OPAE-60),并对比了秋葵果皮多糖基本结构特征,流变性能及抗氧化能力差异。结果显示,秋葵果皮中主要含有OPWE-60(12.0%)、OPWE-100(8.0%)以及少量OPAE-60(0.8%),三者均富含Gal和GalA,其他组成单糖还有Rha、Ara、Glc和GlcA,表明上述3种秋葵果皮多糖均为果胶类多糖。在相同浓度下,OPWE-60比OPWE-100、OPAE-60拥有更高的表观黏度。相对于另外两个组分,OPWE-60拥有更好地清除DPPH自由基和羟基自由基能力。因此,秋葵果皮的主要组分在60℃提取温度下便能提取获得,同时该组分具有较好抗氧化功能和高黏性特征,在食品工业中具有潜在应用价值。     

基于大气分层的激光测风雷达回波模型

从相干激光测风雷达原理入手,论述了激光雷达回波特性和多普勒效应在测风雷达中的应用。基于大气分层模型,考虑到激光束的传播及其与大气之间的相互作用,建立了激光测风雷达回波模型,模拟回波信号在大气中的传输过程,为激光测风雷达回波信号的模拟提供了理论基础。     

基于第一性原理量子输运模拟的并行计算

为了解决基于第一性原理分析计算大尺度量子输运体系时遇到的耗时长久问题,挖掘密度泛函理论与非平衡格林函数相结合方法(DFT+NEGF方法)在自洽迭代过程中的计算热点,就计算电子密度矩阵时的能量点积分和计算格林函数时的矩阵求逆/乘法运算提出MPI/Open MP并行计算方案.能量点积分采用MPI多进程并行方案,在数据初始化时需要将稀疏矩阵和积分能量点依照轮询调度算法分配给各进程.矩阵求逆/乘法的并行化既可调用ScaLAPACK子程序实现又可调用IntelMKL数学库中的OpenMP多线程加速函数实现.由于不同能量点计算的独立性,能量点积分采用的MPI并行计算获得近乎线性的加速比曲线.由于Open MP多线程并行采用的是基于共享内存的数据交换机制以及线程间切换通信开销小,矩阵求逆/乘法运算的OpenMP并行实现在计算效率上要优于而在程序的可扩展性上要劣于MPI多进程并行实现.     

铜-真空-铜金属隧道结转变电压的理论研究

利用非平衡格林函数与密度泛函理论相结合方法研究了电极表面具有原子级突起的铜-真空-铜隧道结的转变电压.计算结果表明,铜电极真空隧道结的转变电压主要决定于电极表面尖端铜原子4p轨道的局域态密度,因而对电极取向和表面局域原子构型非常敏感.对于电极取向沿(111)方向的铜电极真空隧道结,当电极表面原子级突起取为铜吸附原子和金字塔型铜纳米粒子两种构型时,转变电压的计算值分别约为1.40和2.40 V.当电极取向沿(100)方向时,电极表面原子级突起分别为铜吸附原子和金字塔型铜纳米粒子两种构型的铜电极真空隧道结,其转变电压的差异更为显著.具体而言,电极表面有一金字塔型铜纳米粒子的铜电极真空隧道结的转变电压值减小至1.70 V,而电极表面原子级突起为铜吸附原子的铜电极真空隧道结却因铜吸附原子4p轨道的局域态密度过于扩展,即使在偏压超过1.80 V时仍然没有出现转变电压.这些结果表明转变电压谱可用作分析金属电极真空隧道结电子输运特性的有力工具.     

活性炭负载纳米TiO_2光催化降解甲醛废水研究

甲醛对人和温血动物的毒性很强,如果人类长期饮用被甲醛污染的水源,会引发头昏、贫血以及各种神经系统疾病.为此,研究学者对甲醛废水的处理进行了很多的试验研究.目前处理甲醛废水的主要方法有:芬顿法、光催化氧化法、湿式氧化处理等高级氧化技术,二氧化氯法,蒸汽吹脱法,氧化吸附法,SBR工艺等.     

有机磷药物在水产品中的存在状态研究及其分析应用

用分子荧光法、气相色谱法探讨了有机磷药物在以蛋白质为主要基质的水产品中的存在状态, 并研究了蛋白质对有机磷药物提取的影响. 结果表明, 有机磷药物与蛋白质有较强结合作用. 体积分数为70%～90%乙腈水溶液可引起蛋白质变性伸展, 利于释放结合的药物, 从而提高蛋白质基质中的有机磷提取回收率. 以体积比乙腈∶乙酸∶水＝90∶1∶9的溶液提取鱼肉样品中的有机磷药物, 以PSA, GDX-103为混合颗粒吸附剂, 以无水硫酸镁、无水醋酸钠为混合无机盐除水剂, 经离心分离去除基质后萃取液直接进样测定了鱼肉中5种有机磷药物(敌敌畏、甲胺磷、乐果、甲基对硫磷和乙基对硫磷), 测定回收率为72.97%～107.21%, 检出限为0.002～0.045 mg•kg^－1. 方法操作步骤简单、快速、高效.     

Rubidium-beam microwave clock pumped by distributed feedback diode lasers

A rubidium-beam microwave clock, optically pumped by a distributed feedback diode laser, is experimentally investigated. The clock is composed of a physical package, optical systems, and electric servo loops. The physical package realizes the microwave interrogation of a rubidium-atomic beam. The optical systems, equipped with two 780-nm distributed feedback laser diodes, yield light for pumping and detecting. The servo loops control the frequency of a local oscillator with respect to the microwave spectrum. With the experimental systems, the microwave spectrum, which has an amplitude of 4 n A and a line width of 700 Hz, is obtained. Preliminary tests show that the clock short-term frequency stability is 7 × 10~(-11) at 1 s, and 3 × 10~(-12) at 1000 s. These experimental results demonstrate the feasibility of the scheme for a manufactured clock.     

塑料闪烁光纤阵列成像探测器在高能X射线辐照下的串扰分析

采用蒙特卡罗方法对闪烁光纤阵列探测器在高能X射线入射下的串扰进行了模拟研究,并且分析比较了加铅层对串扰的影响.研究中采用对表征成像系统空间分辨率参量——调制传递函数进行模拟分析和比较,得到在光纤阵列之间加入不同铅层厚度后对系统调制传递函数参量曲线的影响.研究结果表明:在高能射线下,采用闪烁光纤阵列作为成像探测器存在严重的次级粒子相互串扰的现象,而在阵列之间加入铅介质能够减少这种效应;但另一方面,若所加铅层太厚又会导致成像探测器像素过大而使得空间分辨率下降.通过模拟计算得出:只要在阵列之间加入适当厚度的铅介质,既可以有效抑止阵列之间次级粒子的串扰,同时又能提高闪烁光纤阵列探测器系统的空间分辨率.