鲁米诺的合成与振荡化学发光

鲁米诺的合成与化学发光是一个极具展示度的基础化学实验。近年来，国内部分高校陆续开设了这一实验，引起不错的反响。为进一步丰富和提升该实验的科学理论内涵，我们进行了如下改进：1)在合成部分引入机械搅拌、硫粉还原和微波合成，实现安全、快速、高效制备高纯度鲁米诺的目的；2)在单次化学发光的基础上，特别引入宛如星辰闪烁般的振荡化学发光反应(鲁米诺/H2O2/SCN-/Cu2+/OH-振荡体系)，该反应涉及非平衡态热力学和非线性化学等重要概念与基础理论知识，激发学生的求知欲；3)设计并搭建了可与荧光光谱仪配套使用的简易微型磁力搅拌加热装置，实现了对振荡化学发光的光强和振荡周期等数据的实时定量监测，使学生可以自行设计对比实验，探究影响振荡反应过程的因素，并总结振荡反应规律。该实验涵盖了多学科的重要知识点，兼具科学性与趣味性，对培养学生的探索精神和创新意识具有重要意义。     

HgCdTe薄膜的输运特性及其应力调控

窄禁带直接带隙半导体材料碲镉汞(Hg1–xCdxTe)是一种在红外探测与自旋轨道耦合效应基础研究方面都具有重要应用意义的材料.本文对单晶生长的体材料Hg0.851Cd0.149Te进行阳极氧化以形成表面反型层,将样品粘贴在压电陶瓷上减薄后进行磁输运测试,在压电陶瓷未加电压时观察到了明显的SdH振荡效应.对填充因子与磁场倒数进行线性拟合,获得样品反型层二维电子气的载流子浓度为ns=1.25×10^16m^-2.在不同磁场下,利用压电陶瓷对样品进行应力调控,观测到具有不同特征的现象,分析应是样品中存在二维电子气与体材料两个导电通道.零磁场下体材料主导的电阻的变化应来源于应力导致的带隙的改变;而高场下产生类振荡现象的原因应为应力导致的二维电子气能级的分裂.     

砂岩方梁断裂过程区范围的实验确定方法

裂纹前端的断裂过程区是引起岩石非线性断裂及尺寸效应的主要原因。利用数字图像相关技术对砂岩开展了三点弯曲梁实验,获得观测区域高精度的全场位移和应变数据,根据断裂韧带区域水平位移和水平应变的分布特征,结合裂尖岩石颗粒变化的微观分析,提出采用裂纹尖端水平位移波动性和水平应变突变性所得到的波动系数和水平应变突变值,确定断裂过程区形状和临界尺寸的方法。结果表明:砂岩断裂过程区的形状为不规则的狭长带状区域,断裂过程区的临界长度为11~13mm,临界宽度为1.58~2.36mm。断裂过程区区域内形变在趋向裂尖时呈指数增加,但其单位区域内的形变增量呈波动状态。该方法能够更加准确判断岩石断裂过程区的范围,有助于分析岩石的非线性断裂特性。     

企业协同创新质量评价的组合参考解方法

在开放式创新背景下,对企业协同创新质量的评价有利于其开展创新活动以及创新能力的提高。本文在分析企业协同创新活动的内涵和特征后,以犹豫模糊集描述评价信息,集成以参考解依赖评价规则的TOPSIS和EDAS方法为方法构架,提出了一种基于指标优劣水平的犹豫模糊组合参考解的企业协同创新质量评估模型。此外,在该评估模型中构建了一种基于Kendall相关系数的犹豫模糊测度,用于考虑多维评价指标间的相互依存性,以及传统距离测度无法刻画负向距离等问题。最后,通过对高技术企业协同创新质量评价的实例分析以及与其他方法对比分析,证实了所提方法的有效性和优越性。     

作业批改:从关注“对错”走向“点评建议”

我们知道,作业批改是教师的日常工作.在正常教学期间,对数学老师来说更是"每日必改",有时甚至"每日几批"(上午改前一天的作业,下午改当日作业).数学教师批改很辛苦,特别是任教两个班的教师,每天批阅作业的量很大.虽然是每天都要做的手头工作,却也容易忽略研究每天"遇到"的大量素材.我们常常说要修炼教学基本功,其实把每天手头这些素材好好研究,既有助于学生的素养提升,也有利于教师基本功的精进.本文选取最近批改作业中收集到的案例和点评意见,并跟进作业批阅的相关思考,供研讨.     

EAST装置上W波段多道极向相关反射仪的研制

在EAST装置上安装了X模极化W波段多道相关反射仪，用于测量等离子体芯部密度涨落。该诊断利用低损耗(<3dB)多工器将4个不同频率(79.2GHz，85.2GHz，91.8GHz和96GHz)的微波耦合在一起，通过同一个天线发射。反射波由两个极向分离(~5cm)的天线接收，通过下变频技术实现外差测量。通过对两个极向天线接收的信号进行相关分析，获得芯部湍流垂直速度。对2018年低约束模式(L模)放电进行分析发现，在电子回旋共振加热(ECRH)等离子体中，芯部湍流垂直速度在电子逆磁漂移方向。而在注入同向中性束(co-NBI)后，芯部湍流垂直速度变为离子逆磁漂移方向。     

阴离子-π复合物(I-·C6F6)的成键分析

最近Anst?ter, et al. 发表了对阴离子-π复合物(I^-·C₆F₆)的第一个定量谱学测量[J. Am. Chem. Soc. 141, 6132 (2019)]，认为成键作用中相关作用占41%，静电作用占23%，得出相关作用占主导的结论. 本研究表明，该文献的“静电作用”中混入了Pauli排斥作用，后者在数值上抵消了前者的作用. 在复合物I^-·C₆F₆中，发现静电作用是相关作用的两倍多，因而阴离子-π复合物中仍应是静电作用占主导.     

高光学质量氮化碳薄膜的制备和表征

氮化碳(graphitic carbon nitride,g-CN)作为一种非金属半导体材料已被广泛应用于多种能源相关领域研究中。目前由于制备高质量g-CN薄膜的困难,大大限制了其在实际器件上的应用。本文中,我们报道了一种可制备高光学质量gCN薄膜的方法:即由三聚氰胺先通过热聚合制备本体g-CN粉末,再由本体g-CN粉末经过气相沉积在ITO导电玻璃或钠钙玻璃基底上制备g-CN薄膜。扫描电子显微镜和原子力显微镜的测量结果表明在ITO玻璃基底上形成的g-CN薄膜形貌结构均一且致密,厚度约为300nm。扫描电镜能量色散能谱和X射线光电子能谱测量结果表明在ITO玻璃基底上制备的g-CN薄膜的化学组成与本体g-CN粉末的化学组成基本一致。同时,我们发现制备的g-CN薄膜和本体g-CN粉末一样在光照射下可以有效降解亚甲基蓝染料。此外,我们还测量了制备的g-CN薄膜的稳态吸收光谱、稳态荧光光谱、荧光寿命和价带谱,并运用吸收光谱和价带谱数据确定了其能带结构。     

一种时间相关吸收光谱技术分析新方法

时间相关吸收光谱技术，如腔衰荡光谱技术(CRDS)和腔衰减相移光谱技术(CAPS)，是近三十几年发展起来的一类新型吸收光谱检测技术，它具有探测灵敏度高、响应速度快、不受光源强度起伏变化影响等优点。传统的吸收光谱技术都是基于Lambert-Beer定律，如直接吸收光谱技术(DAS)、波长调制光谱技术(WMS)和腔增强吸收光谱技术(CEAS)等，这类光谱技术在探测物质微弱吸收的时候一旦遇到较强的背景光信号就变得难以测量，而且光源的不稳定性也会对检测带来一定的限制。时间相关吸收光谱技术由于其不受光源强度起伏变化的特点，在很大程度上能够弥补传统吸收光谱技术所存在的缺陷，但其也有自身的局限性。首先在理论上，CRDS和CAPS这两种时间相关吸收光谱技术并不统一，而且在现有光谱理论下，Pulse-CRDS在应用时使用的脉冲光源的脉宽必须远小于谐振腔本身的时间常数，对于长脉宽的脉冲光或者反射率低(小于99.9%)的腔体，现有理论将不再适用；CAPS在应用时光源调制信号必须是周期性的正弦信号或者方波信号，对于其他类型的周期调制信号或者非周期性信号，现有理论并没有涉及。针对上述提到的时间相关吸收光谱技术的局限性，提出了一种新的分析时间相关吸收光谱技术的方法，即利用一阶传递函数，将谐振腔视为一阶传感系统，对时间相关吸收光谱技术理论进行统一解释，在公式推导上证明新方法下的推导结果和现有理论结果的一致性。针对Pulse-CRDS，以高斯脉冲光为例，给出一阶传感理论下的透射光强表达式，并对一系列不同的脉冲宽度γ、谐振腔时间常数τ_real以及从输出信号中拟合而得的时间常数τ_anal进行了模拟仿真。经过分析比较后发现，当γ<0.3τ_real时，τ_anal和τ_real的偏差小于1%；当γ>0.3τ_real时，τ_anal和τ_real的偏差渐渐变大，将不再满足实验条件。为了使Pulse-CRDS在长脉宽脉冲光下也能应用，本文给出了修正函数，使得在脉宽大于腔衰荡时间0.3倍的情况下，经过修正补偿后，衰荡时间的误差小于1%。对于CAPS系统，搭建相应实验平台，LED中心波长选用405 nm，使用方波调制信号，测量不同频率下的入射参考信号与探测信号的相位差和探测信号峰-峰值，通过由一阶传递函数推导而得的相频特性和幅频特性，拟合得到时间常数τ，结果分别为7.24和7.25 μs，残差范围分别为[-0.01, 0.02]和[-0.02, 0.025]，两者结果基本一致。实验结果验证了一阶传感系统理论完全适用于时间相关光谱的信号分析，并且一阶传感系统理论还使得时间相关光谱技术的理论得到了统一。