紫外-可见分光光度法在植物多糖含量测定中的应用

紫外-可见分光光度法(UV-Vis)是目前国内比较常见的一种光谱学测量方法.且近年来,其在植物多糖含量测定领域的应用越来越多.本文从UV-Vis测定植物多糖含量过程中的显色剂选取、各种条件的优化以及具体应用等方面进行综述.     

用于紫外光谱水质分析的Boosting-偏最小二乘法

为提高水质参数总有机碳(TOC)的紫外吸收光谱分析的预测精度,提出一种基于Boosting理论的迭代式回归建模算法,并根据统计学习理论提出一种新的迭代停止判据,可有效防止过拟合,显著提高模型预测精度。为评估所提算法的性能,分别采用本算法和3种常用的光谱分析方法,即偏最小二乘、主成分回归和人工神经网络,对自行研制的紫外光谱水质分析仪实测的一组数据进行了建模和预测。计算结果表明:相对于其他3种方法,本算法具有生成的模型预测精度高的显著优势。     

金刚石集群NV色心的光谱特征及浓度定量分析

金刚石NV-色心具有优越的光致发光特性,可实现高灵敏度物理量探测。其中,NV-色心的浓度是影响其宏观领域物理量探测灵敏度的重要因素之一。分析了金刚石在NV-色心制备过程中产生的发光缺陷,研究了不同的电子注入剂量与NV-色心浓度的关系。首先,对金刚石进行电子辐照并高温真空退火,制备了NV-色心;然后,利用拉曼光谱仪测试了金刚石在电子辐照前、电子辐照后及退火后三个阶段中的荧光光谱,分析了金刚石在NV-色心制备过程中的光谱特性;最后,对生成的NV-色心的浓度进行了估算,并探究了不同电子注入剂量对NV-色心浓度的影响规律。结果表明,金刚石经电子注入后生成了524.7,541.1,578和648.1 nm发光中心。其中,HPHT合成金刚石经电子注入后普遍存在524.7 nm中心。电子注入后的金刚石经高温(≥800 ℃)真空(≥10-7 Pa)退火后,空位自由移动,不稳定的缺陷消失,当空位靠近氮原子时被束缚而形成氮空位色心。对于氮含量100 ppm的金刚石,当电子注入产生的空位含量小于120 ppm(2.1×1019 cm-3)时,NV-色心浓度与电子注入生成空位的含量的关系符合Boltzmann分布。该研究为利用氮含量100 ppm的金刚石实现定量NV-色心浓度的制备提供了参考依据,为NV-色心在宏观物理量精密测量的应用奠定了基础。     

Electronic structure of PCBM

We have studied the electronic structure of [6,6]-phenyl-C₆₁-butyric-acid-methyl-ester (PCBM) using synchrotron radiation photoelectron spectroscopy (PES) measurements and first-principles calculations. The PES spectrum of the entire occupied valence band is reported, which exhibits abundant spectral features from the Fermi level to ～24 eV binding energy. All the spectral features are broadened as compared with the cases of C₆₀. The reasons for the broadening are analysed by comparing the experimental data with the calculated energy levels and density of states. Special attention is paid to the analysis of the C₆₀ highest occupied molecular orbital (HOMO)-1 derived states, which can play a crucial role in the bonding at the interfaces of PCBM/polymer blenders or PCBM/electrodes. Besides the well-known energy level splitting of the C₆₀ backbone caused by the lowered symmetry, C 2p states from the side chain mix or hybridize with the molecular orbitals of parent C₆₀. The contribution of the O 2p states can substantially modify the PES spectrum.     

基于选择性模型组合的三维荧光光谱水质分析方法

为提高三维荧光光谱水质分析的精度,提出一种选择性模型组合方法,采用相关系数法对三维荧光光谱激发波长进行选择,并将被选中的激发波长下的荧光发射光谱水质分析子模型采用岭回归法进行模型组合,得到对水质指标的组合模型。以一组总有机碳(TOC)范围在3.41～125.35 mg·L-1,化学需氧量(COD)范围在22.80～330.60 mg·L-1的32个地表水和城市生活污水水样做为研究对象,对其三维荧光光谱220～400 nm范围内的10个激发波长采用上述方法进行选择,分别针对TOC和COD指标筛选出260,280,400 nm和220,280,400 nm各3个激发波长。采用部分最小二乘方法建立上述激发波长下荧光发射光谱水质分析子模型,根据岭回归法计算各子模型的组合系数,分别得到对TOC和COD指标的组合模型。实验结果表明：采用该方法得到的组合模型对TOC和COD两种指标的预测误差均方根(RMSEP)相比精度最高的单一荧光发射光谱子模型分别减小了15.4%和17.5%,相比未经模型选择的组合模型分别减小了6.1%和10.9%。     

Pits and adatoms at the interface of 1-ML C84/Ag （111）

We prepare a well-defined C84 monolayer on the surface of Ag （111） and study the geometric structure by scanning tunneling microscopy （STM）. The C84 molecules form a nearly close-packed incommensurate R30° lattice. The lattice is long-distance ordered with numerous local disorders. The monolayer exhibits complex bright/dim contrast; the largest height difference between the molecules can be greater than 0.4 nm. Annealing the monolayer at 380 ℃ can desorb part of the molecules, but more than sixty percent molecules stay on the Ag （111） surface even after the sample has been annealed at 650 ℃. Our analyses reveal that the 7-atom pits form beneath many molecules. Some other molecules sit at the 1-atom pits. Ag adatoms （those removed substrate atoms, accompanying the pit formation） play a very important role in this system. The adatoms can either stabilize or destabilize the monolayer, depending on the distribution manner of the adatoms at the interface. The distribution manner is determined by the co-play of the following factors： the dimension of the interstitial regions of the C84 overlayer, the number of the adatoms, and the long-distance migration of part adatoms.     

基于ARMAS(p,q)退化冲击模型可靠性的预测

在实际的工程应用中,系统自身的许多因素和随机环境随着时间的影响,会引起系统的退化和损坏。在退化模型中,系统的可靠度是重要的研究指标,系统的退化达到预警前的预测也十分必要。基于此,提出了ARMAS(p,q)退化冲击模型,并用线性最小方差方法给出了冲击强度未来n步的预测值,并在正态假设下,推导出预测值Y_t-n｜Y_t,Yt-1, …的置信水平为1-α的置信区间。此模型的提出,为有效控制系统损坏带来的经济损失提供了预判。也为退化冲击模型的研究框架的进一步扩展提供了理论支撑,将在可靠性领域有广泛的应用。     

多源光谱信息融合在水质分析中的应用

为解决现有单一光谱法用于水质有机污染综合指标分析精度较低的问题,提出一种基于多源光谱信息融合的水质分析新方法。本方法采用改进的参考独立成分分析方法分别提取紫外吸收光谱和三维荧光光谱对检测水样的多种有效信息特征,去除与水质分析无关的干扰信号;然后采用最小二乘支持向量机进行特征信息融合建模。采用总有机碳指标覆盖范围在3.4~125.3 mg/L内的32个城市地表水和生活污水样本为研究对象,对其紫外光谱、荧光光谱数据进行了信息融合分析实验。结果表明:采用融合分析方法后,对总有机碳指标的分析误差均方根比单一紫外光谱分析法和单一荧光光谱分析法分别下降36.1%和34.7%。     

铁磁共振磁交换力显微镜

原子间的自旋相互作用力对原子级别磁性纳米构造体的表面磁性质的理解是极为重要的. 磁交换力显微镜是测量表面自旋作用力的重要手段, 但它的缺点一是需要加外部强磁场, 二是不能分离表面形貌和自旋信息, 这就导致材料表面受外部磁场的影响, 而且表面形貌和自旋信息之间相互影响, 使自旋间的相互作用力的检测和成像研究受到限制.为了解决上述问题, 利用原子力显微镜, 并采用微波照射的方法, 根据铁磁共振原理, 分别独立提取磁性材料表面形貌和自旋信息, 称之为铁磁共振磁交换力显微镜, 理论和实验结果表明此方法可以有效地分离两种信息. 铁磁共振磁交换力显微镜可以促进对原子级磁性材料机能的理解以及磁性相关科学领域的进步, 特别是对自旋电子元件的发展有很大的促进作用, 是新世纪高度信息化社会不可缺少的测量技术. 关键词： 原子力显微镜 磁交换力显微镜 自旋 铁磁共振