基于激光拉曼光谱技术探测溶液中酸根离子定量分析方法研究

激光拉曼光谱技术是水下原位探测酸根离子浓度的强有力工具,建立一套适用于海洋环境、基于拉曼光谱技术的定量分析方法对实时了解海洋化学信息具有重要意义。本文在实验室条件下,以SO2-₄和HCO-₃系列浓度水溶液及近海海域的海水为样品,532 nm激光作为激发光源,模拟原位探测方式采用侵入式光学探头采集拉曼光谱。分别采用内定标法、多元线性回归法(MLR)、偏最小二乘法(PLS)和基于主导因素的PLS法对光谱数据进行定量分析。研究结果表明,采用以1 640 cm-1水分子O—H振动谱峰为内标峰的内定标法预测待测离子浓度,预测误差均相对较大,定标曲线线性相关系数不高;采用多元线性回归法,定标曲线的线性相关系数有较大提高,在一定程度上提高了定量分析的精度;采用酸根拉曼峰强度、酸根峰面积、水峰强度、水峰面积作主导因素结合PLS法预测配置溶液中SO2-₄和HCO-₃浓度的定标曲线相关系数R2分别为0.990和0.916,对待测样30 mmol·L-1的SO2-₄预测相对误差为3.262%,对20 mmol·L-1的HCO-₃预测相对误差为5.267%。以海水中SO2-₄为分析对象时,与离子色谱法预测的28.01 mmol·L-1进行对比,以上四种定标方法的研究结果表明,主导因素结合PLS法优于其余三种分析方法,其均值相对误差降低为1.128%。因此,采用水的拉曼信号作为主导因素结合PLS法预测水溶液中的酸根离子浓度时能有效提高定量分析的精度,并可应用于现场和原位探测中的定标。     

结晶型PEO8∶NaPF6聚电解质中晶区链段的运动

利用固体NMR 研究了高度结晶的聚氧乙烯(PEO)/六氟磷酸钠(NaPF6)（按照氧钠摩尔比8∶1 描述为PEO8∶NaPF6,分子量Mw = 1 000 和6 000 g/mol）固体聚电解质晶区链段的结构和运动．对于纯PEO 来说,晶区链段的构象交换或大角度再取向促使其¹³C 粉末线形从低温的非轴对称(δ₃₃ <δ₂₂ <δ₁₁)变成高温的轴对称线形(δ₁₁ =δ₂₂ >δ₃₃)．通过变温的¹³C 粉末线形和243 K 下的二维交换谱,PEO8∶NaPF6 晶区链段同样存在大角度再取向,且开启温度也很低(~243 K)与PEO 接近．这种长程的运动使得PEO8∶NaPF6 从低温的类轴对称(δ₃₃ <δ₂₂ <δ₁₁)变成高温的轴对称线形(δ₃₃ >δ₂₂ =δ₁₁),高温线形是PEO 高温线形的翻转．与其它PEO/Na(Li)固体聚电解质不同,PEO8∶NaPF6 中晶区链段与Na+络合后仍具有很高的运动性（与纯PEO 链段的运动性相当）,这种高分子链段和Na+协同运动促使Na+沿PEO 分子链轴向迁移,提高电导率．     

120~430 MeV/u 碳离子的微剂量学特性研究(英文)

单粒子微剂量谱在放射治疗中是一个极其重要的参数,它可以用来评估辐射场的生物学效应。利用蒙特卡洛程序FLUKA模拟计算了由碳离子产生的混合辐射场能量沉积的微观模式。从已公开发表的文献中选取了实验测量300 MeV/u 碳离子的线能能谱,并与相同物理条件下模拟计算得到的线能能谱相比较,结果吻合得很好。此外,还计算了120~430 MeV/u 的碳离子的剂量平均线能能谱、频率平均线能和剂量平均线能。所得到的频率平均线能值为185~ 28.3 keV/m而剂量平均线能值则为272~ 64.1 keV/m。本文的结果对于制定碳离子放射治疗的治疗计划有着重要的意义.Microdosimetric single event spectrum is a significant parameter in radiotherapy, which can be used to evaluate the radiation biological effect. In this paper, microscopic patterns of energy deposition are simulated with Monte Carlo code FLUKA at mixed radiation fields during carbon ions therapy. The results are compared with experimental measured results at 300 MeV/u carbon ion and good agreement has been found. Meanwhile, dose-weighted lineal energy spectra, frequency averaged lineal energy values and dose averaged lineal energy values of carbon ion with energy from 120 to 430 MeV/u were calculated,too. The frequency averaged lineal energy values are from 185 to 28.3 keV/m while the dose averaged lineal energy values are from 272 to 64.1 keV/m. These studies are useful for treatment plan in carbon ion radiotherapy.     

Ar^＋刻蚀对MoS2润滑膜分子结构的影响

采用Ar^ 离子溅射源进行XPS和AES剖面分析,结果发现,Ar^ 对MoS2分子中的S原子产生“择优”选择刻蚀并随之生成非化学计量比的MoSx,Mo原子被还原,Mo3d结合能值向低端位移约1．7eV。应该注意的是,采用Ar^ 溅射进行XPS剖面分析时不能确定材料表面和界面元素的化学价态,S／Mo原子比同实验值之间亦存在差异,故应采用有关软件对实验结果进行修正。     

芳纶纤维约束混凝土的力学性能研究

通过对比普通混凝土试件和用芳纶纤维约束混凝土试件的抗压、抗劈裂和抗折(弯拉)试验，研究了芳纶纤维约束混凝土的基本力学性能，定量地得到了芳纶纤维对混凝土试件承载力的加强效果。     

基于二维材料MXene的仿神经突触忆阻器的制备和长/短时程突触可塑性的实现

兼具长时程可塑性与短时程可塑性的电子突触被认为是类脑计算系统的重要基础.将一种新型二维材料MXene应用到忆阻器中,制备了基于Cu/MXene/SiO_2/W的仿神经突触忆阻器.结果表明, Cu/MXene/SiO_2/W忆阻器成功实现了稳定的双极性模拟阻态切换,同时成功模拟了生物突触短时程可塑性的双脉冲易化功能和长时程可塑性的长期增强/抑制行为,其中双脉冲易化的易化指数与脉冲间隔时间相关. Cu/MXene/SiO_2/W忆阻器的突触仿生特性,归功于MXene辅助的Cu离子电导丝形成与破灭的类突触响应机理.由于Cu/MXene/SiO_2/W忆阻器兼具长时程可塑性与短时程可塑性,其在突触仿生电子学和类脑智能领域将会具有巨大的应用前景.     

铕离子掺杂七铝酸十二钙蓝光 发射导电荧光粉的制备及其光学特性

采用碳包埋方法制备了不同Eu~(2+)掺杂浓度的七铝酸十二钙(C12A7∶x%Eu~(2+))导电荧光粉。在254 nm的紫外光激发下,样品呈现出位于444 nm的蓝光宽带发射峰,其来源于Eu~(2+)的4f~65d~1-4f~7跃迁。当Eu~(2+)的掺杂浓度为1.0%时,蓝光发射强度最大。通过漫反射吸收光谱结合经验公式可计算C12A7∶1.0%Eu~(2+)粉末样品的困陷于笼中的电子浓度为3.40×10~(19) cm~(-3)。在空气气氛下对C12A7∶1.0%Eu~(2+)样品进行热处理,通过减少困陷于笼中的电子浓度,即增加困陷于笼中的O~(2-)离子浓度,可进一步提高样品的发光强度。阴极射线发光实验结果表明:铕掺杂七铝酸十二钙蓝光发射导电荧光粉在低压场发射显示器件中有潜在的应用前景。     

氦离子显微镜对钨中氦行为的实验研究

针对热核聚变面向等离子体钨材料中氦泡形成、演变以及机理研究的需求,克服目前常用离子注入、电子扫描显微镜和透射电子显微镜等离线研究手段存在的不足,提出氦离子显微镜对钨中氦的上述行为原位实时在线研究方法.借助氦离子显微镜的离子注入、显微成像和聚焦离子束纳米加工功能,它可以提供能量为0.5—35 ke V、束流密度可达10~(25) ions/(m~2·s)以上的氦离子束,在该设备上进行钨中氦的注入实验.同时在注入过程,实时在线监测钨中氦泡形成、演变过程以及钨材料表面形貌的变化,原位在线分析钨材料表面氦泡的大小、迁移合并以及其诱发的钨表面和近表面的微观损伤.实验结果表明:氦离子显微镜是研究钨中氦行为演变过程及其微观机理研究的新的研究手段和强有力的实验工具.     

具有本征低晶格热导率的硫化银快离子导体的热电性能

硫化银(Ag_2S)是一种典型的快离子导体材料,前期关于Ag_2S的研究主要集中在光电和生物等领域.最近的研究表明, a-Ag_2S具有和金属一样的良好延展性和变形能力.但是, Ag_2S的热电性能尚无公开报道.本工作合成了单相Ag_2S化合物,系统研究了其在300—600 K范围的物相变化、离子迁移特性和电热输运性质.研究发现, Ag_2S在300—600 K温度区间表现出半导体的电输运性质.由于单斜-体心立方相晶体结构转变, Ag_2S的离子电导率、载流子浓度、迁移率、电导率、泽贝克系数等性质在455 K前后出现急剧变化.在550 K, Ag_2S的功率因子最高可达5μW·cm~(–1)·K~(–2). Ag_2S在300—600 K温度区间均表现出本征的低晶格热导率(低于0.6 W·m~(–1)·K~(–1)). S亚晶格中随机分布的类液态Ag离子是导致b-Ag_2S体心立方相具有低晶格热导率的主要原因.在573 K, Ag_2S的热电优值可达0.55,与Ag_2Se, Ag_2Te, CuAgSe等已报道的Ag基快离子导体热电材料的性能相当.     

基于智能算法的CR39径迹刻蚀过程模拟

CR39可以用于激光等离子物理实验中的离子探测,并给出离子数目、种类和能量信息。通过采用唯象模型,利用离子在CR39中径迹形成的阻止本领动力学方程以及粒子群智能算法对径迹形成的过程进行了数值化模拟,研究了CR39中离子径迹在刻蚀过程中的演化过程,获得了入射离子能量和径迹直径、深度的对应关系,并且发现当离子射程与刻蚀深度相等时,径迹深度最大,给出了利用总刻蚀时间计算最大径迹深度对应的临界能量的公式。