外电场下交联聚乙烯电介质材料分子结构变化及其电老化微观机理研究

为了从微观角度分析交联聚乙烯(XLPE)材料的电树枝老化,本文采用分子模拟方法计算并优化得到了XLPE分子结构.沿着聚乙烯链施加不同大小电场强度,分析交联聚乙烯分子的几何结构、偶极矩、极化率、电荷分布、前线轨道能量和红外光谱变化规律.计算结果表明,随着外电场的增大,交联聚乙烯分子红外光谱发生较大变化;当外施电场达到0.026a.u.后,红外光谱图中出现虚频,表明分子空间结构不再稳定,易发生断键;另外从前线轨道图的变化可以看出断键现象最先发生在交联聚乙烯链端部;沿着电场方向,原子所带电荷量由交联处向端部转移,当外施电场达到0.029a.u.后,链端部的C-H和C-C键断裂产生H·和CH_3·自由基.游离的自由基会形成空间电荷并发生积聚,产生局部较大场强,从而进一步影响交联聚乙烯链的空间结构.而电介质内部微观特性的变化必定会导致交联聚乙烯材料绝缘性能的下降,这些变化对揭示交联聚乙烯电缆电树枝形成的微观规律具有重要研究意义.     

Measurement and Analysis of Composition and Depth Profile of H in Amorphous Si1-xCx:H Films

Composition in amorphous Si1-xCx：H heteroepitaxial thin films on Si （100） by plasma enhanced chemical vapour deposition （PECVD） is analysed. The unknown x （0.45-3.57） and the depth profile of hydrogen in the thin films are characterized by Rutherford backscattering spectrum （RBS）, resonance-nuclear reaction analysis （R-NRA） and elastic recoil detection （ERD）, respectively. In addition, the depth profile of hydrogen in the unannealed thin films is compared to that of the annealed thin films with rapid thermal annealing （RTA） or laser spike annealing （LSA） in nitrogen atmosphere. The results indicate that the stoichiometric amorphous SiC can be produced by PECVD when the ratio of CH4/SiH4 is approximately equal to 25. The content of hydrogen decreases suddenly from 35% to 1% after 1150℃ annealing. RTA can reduce hydrogen in SiC films effectively than LSA.     

没食子酸磁性表面分子印迹聚合物的制备与选择性识别性能

羟基苯甲酸类化合物用途广泛,极性较强,在复杂水溶液体系中这些类似物的分离纯化与分析非常困难。 本文以磁性Fe₃O₄纳米颗粒为载体,没食子酸(GA)为模板分子,制备了磁性表面分子印迹聚合物(MIP)。 利用透射电子显微镜、红外光谱、磁强测定等检测手段对MIP进行了结构表征。 并对其吸附性能进行研究,比较了该MIP对GA及其它3种结构类似物的吸附性能差异。 结果表明,制备的以GA为模板的磁性分子印迹聚合物为核壳球形结构,键合牢固,对GA的吸附动力学符合准二级动力学方程模型,吸附过程属于Langmuir单分子层吸附。 该聚合物对GA表现出优异的选择性识别能力,其吸附量(318 K时37.736 mg/g)远远高于结构类似物。 该磁性分子印迹聚合物对模板分子不仅具有特异识别能力,而且能够磁控分离,分离效率高,可用于固相萃取。     

拓扑绝缘体和手征介质界面的Goos-Hnchen位移和Imbert-Fedorov位移

研究了线极化波在拓扑绝缘体和手征介质分界面上全反射时的Goos-Hnchen(GH)侧向位移和Imbert-Fedorov(IF)横向位移特性.使用修正的能流法推导出各位移表达式,数值计算分析了入射角、拓扑磁电耦合效应、手征性等对位移的影响.结果表明,当TE波入射时,拓扑绝缘体的磁电耦合效应或手征介质的手征性对两种位移的影响较为一致,即拓扑磁电耦合对GH和IF位移均为抑制,手征性对位移基本为单调增强或单调抑制.而TM波入射时,拓扑磁电极化率会使位移先增大后减小,位移存在一个极值,手征参数的增大使该极值向拓扑磁电极化率较小值方向移动;手征参数对位移的影响虽基本上是单调性的,但在某些情况中较为特殊,如右旋圆极化波的GH位移在拓扑磁电极化率对位移增强阶段,手征性也将增强位移,而在拓扑磁电极化率对位移抑制阶段,手征性也同时抑制位移.对拓扑绝缘体和手征介质界面GH和IF位移的研究,为测量拓扑磁电耦合特性及手征电磁交叉极化性质提供了一种光学方法.     

Simulating resonance-mediated two-photon absorption enhancement in rare-earth ions by a rectangle phase modulation

Improving the up-conversion luminescence efficiency of rare-earth ions via the multi-photon absorption process is crucial in several related application areas. In this work, we theoretically propose a feasible scheme to enhance the resonance-mediated two-photon absorption in Er~(3+) ions by shaping the femtosecond laser field with a rectangle phase modulation. Our theoretical results show that the resonance-mediated two-photon absorption can be decomposed into the on-resonant and near-resonant parts, and the on-resonant part mainly comes from the contribution of laser central frequency components, while the near-resonant part mainly results from the excitation of low and high laser frequency components.So, the rectangle phase modulation can induce a constructive interference between the two parts by properly designing the modulation depth and width, and finally realizes the resonance-mediated two-photon absorption enhancement. Moreover, our results also show that the enhancement efficiency of resonance-mediated two-photon absorption depends on the laser pulse width(or laser spectral bandwidth), final state transition frequency, and intermediate and final state absorption bandwidths. The enhancement efficiency modulation can be attributed to the relative weight manipulation of on-resonant and near-resonant two-photon absorption in the whole excitation process. This study presents a clear physical insight for the quantum control of resonance-mediated two-photon absorption in the rare-earth ions, and there will be an important significance for improving the up-conversion luminescence efficiency of rare-earthions.     

街区土地利用、交通供给特征与大型超市购物出行模式研究

基于杭州城西9个街区1 365份大型超市出行数据,利用居民个体属性、出行距离和土地利用特征3组变量,构建了多项逻辑斯蒂克决策模型,分析了街区土地利用特征对大型超市出行模式的影响.结论为大城市街区的“可达性提高”和“商住混合度增加”,可以明显提高大型超市出行的步行(2 km内)、自行车(4 km内)选择概率;公交服务水平的提升可鼓励大型超市出行的非机动化,但公交密度本身不足以抑制小汽车的选择.提出在“社区商圈”尺度中,有必要遵循空间组织的渐进规划思路,通过“土地利用-交通”一体化措施,优化大型超市的出行结构.     

肝肿瘤细胞HepG2代谢指纹及代谢足迹的NMR分析

细胞代谢特征的分析是认识细胞生物化学过程物质基础的一个关键点. 该文使用培养72 h的肝肿瘤细胞HepG2为模型,使用一维与二维核磁共振谱学分析方法, 分析了该细胞本身及其培养液中代谢物的组成,确定了50余种覆盖三羧酸循环、糖酵解、氨基酸合成、脂肪酸与胞膜代谢、嘌呤与嘧啶代谢等多个代谢途径的代谢物,发现细胞本身与培养基中代谢物组成能够分别提供“细胞代谢指纹”与“细胞代谢足迹”等互补性信息. 同时发现此方法可用于研究植物次生代谢物槲皮素对肝肿瘤细胞HepG2代谢的影响. 结果表明,核磁共振波谱技术是分析细胞代谢组特征和研究药物对细胞代谢影响规律的有效手段.     

硅酸锆粒度对氧化硅基型芯性能的影响

以不同粒度的硅酸锆粉为矿化剂原料,研究原材料粒度及其分布对氧化硅基陶瓷型芯性能的影响.采用数学计算和实际实验验证相结合的方法,确定了最佳硅酸锆粉粒度分布特征.D50为19.6 μm的硅酸锆粉作为矿化剂,在1190℃下焙烧型芯的收缩为0.83;,显气孔率为27;,室温强度为27.1MPa,高温挠度(1550℃×0.5 h)为0.4mm.     

分形Kerr非线性光子晶体光传输特性

基于光传输和光与Kerr介质相互作用理论,利用分割子层的方法和逆向递推的传输矩阵法计算和分析了康托分形Kerr非线性光子晶体的光传输特性.研究结果表明,这种结构的光子晶体的频谱具有自相似的特点,而且随着生成器G值减小或代数N值增大,其频谱会变得更稀疏,禁带宽度会变得更宽.当光强增强时,该结构的频谱会形成更多的窄带.     

极坐标系下的Legendre谱元方法求解Poisson-型方程

r=0处的坐标奇异性是求解极坐标下Poisson-型方程的关键。本文提出一种极坐标系下基于Galerkin变分的Legendre谱元方法用于求解圆形区域内的Poisson-型方程,物理区域的径向和周向划分若干单元,计算单元均采用Legendre多项式展开;圆心所在单元的径向使用LGR(Legendre Gauss Radau)积分点,其他单元径向使用LGL(Legendre Gauss Lobatto)积分点,从而避免了极点处1/r坐标奇异性,周向单元均采用LGL积分点。利用区域分解技术,可以避免节点在极点附近聚集;最后求解了多个Dirichlet或Neumann边界条件下的Poisson-型方程算例。数值结果表明,谱元方法具有很高的精度。