“看见”一种新型的二维冰结构

 固体表面与水(冰)形成的界面是自然界中最常见的界面之一。它直接或者间接地影响到我们的日常生活以及工业技术的方方面面,对于该问题的科学研究涉及表面物理、大气化学、环境科学等多个领域。其中,水在固体表面发生的多相结晶过程是人们研究水和固体界面的一个重要方面。在地上,这种结冰过程能形成美丽的冰川,也会导致路面和铁轨结冰而阻碍交通;在空中,这种结冰过程是大气层循环中的一个重要组成部分,同时也是很多起飞机事故的元凶。     

Image charge effect on the light emission of rutile TiO_2(110) induced by a scanning tunneling microscope

The plasmon-enhanced light emission of rutile TiO_2(110) surface has been investigated by a low-temperature scanning tunneling microscope(STM). We found that the photon emission arises from the inelastic electron tunneling between the STM tip and the conduction band or defect states of TiO_2(110). In contrast to the Au(111) surface, the maximum photon energy as a function of the bias voltage clearly deviates from the linear scaling behavior, suggesting the non-negligible effect of the STM tip on the band structure of TiO_2. By performing differential conductance( dI/dV) measurements, it was revealed that such a deviation is not related to the tip-induced band bending, but is attributed to the image charge effect of the metal tip, which significantly shifts the band edges of the TiO_2(110) towards the Femi level(E_F) during the tunneling process. This work not only sheds new lights onto the understanding of plasmon-enhanced light emission of semiconductor surfaces, but also opens up a new avenue for engineering the plasmon-mediated interfacial charge transfer in molecular and semiconducting materials.     

表/界面水的扫描探针技术研究进展

表面和界面水在自然界、人们的日常生活以及现代科技中无处不在.它在物理、化学、环境学、材料学、生物学、地质学等诸多基础学科和应用领域起到至关重要的作用.因此,表面和界面水的功能与特性的研究,是水基础科学的一项核心任务.然而,由于水分子之间氢键相互作用的复杂性,及其与水-固界面相互作用的竞争,使得表(界)面水对于局域环境的影响非常敏感,往往需要深入到分子层次研究其微观结构和动力学过程.近年来,新型扫描探针技术的发展使得人们可以在单分子甚至亚分子尺度上对表(界)面水展开细致的实空间研究.本文着重介绍几种代表性的扫描探针技术及其在表(界)面水体系中的应用,包括:超高真空扫描隧道显微术、单分子振动谱技术、电化学扫描隧道显微术和非接触式原子力显微术.此外,本文还将对表(界)面水扫描探针技术研究面临的挑战和未来发展方向进行了展望.     

Bi- and Au-Induced Reconstructions on GaAs（001）-2 × 4 Surface

Submonolayer Bi and Au adsorptions on the GaAs（001）-2× 4 surface are investigated by scanning tunnelling microscopy, low energy electron diffraction and first-principles calculations. The 1 ×4 and 3 × 4 reconstructed surface induced by Bi and Au, respectively, are revealed and their structural models are proposed based on experiments and first-principles calculations. Moreover, the validity of the recently proposed generalized electron counting （GEC） model [Phys. Rev. Lett. 97 （2006） 126103] is examined in detail by using the two surfaces. The GEC model perfectly explains the structural features, such Bi-1 × 4 surface and the 3x arrangement of four-atom Au as the characteristic short double-line structure in the clusters.     

qPlus型原子力显微镜技术

扫描探针显微镜主要包括扫描隧道显微镜和原子力显微镜,其利用尖锐的针尖逐点扫描样品,可在原子和分子尺度上获取表面的形貌和丰富的物性,改变了人们对物质的研究范式和基础认知。近年来,qPlus型高品质因子力传感器的出现将扫描探针显微镜的分辨率和灵敏度推向了一个新的水平,为化学结构、电荷态、电子态、自旋态等多自由度的精密探测和操控提供了前所未有的机会。文章首先简要介绍原子力显微镜的发展历史和基本工作原理,然后重点描述qPlus型原子力显微镜技术的优势及其在单原子、单分子和低维材料体系中的应用,最后展望该技术的未来发展趋势和潜在应用。     

精密数字式STC衰减组件的设计

主要介绍了某型号雷达接收前端中精密数字式STC衰减组件的设计。其优点是具有数字式可编程、精度高、曲线误差小。     

首次“看见”离子水合物的原子结构并揭示离子输运的幻数效应

正水是自然界中最丰富、人们最为熟悉,同时也是最不了解的一种物质。Science在创刊125周年之际,公布了本世纪125个最具挑战性的科学问题,其中就包括:水的结构如何?2015年,《德国应用化学》也将水的相关问题列入未来24个关键问题之一(排第四)。水可以说是"soft in nature, hard in science"。虽然水分子的结构简单,但相关问题是复杂的,其中一个很重要的原     

多孔氮化石墨烯(C2N)的合成及应用

多孔氮化石墨烯C₂N材料,凭借氮原子均匀掺杂石墨烯而形成具有周期性孔洞的二维富氮网络结构,近年来受到学术界的高度关注。本文综述了C₂N材料的最新研究进展,包括其合成方法、出众的结构力学、光吸收、热学和电磁性能,以及在电子器件、吸附分离、绿色催化和生物应用等方面的应用。预期C₂N材料将在未来一段时间内形成研究热潮。     

基于间苯三酚及其衍生物构筑新型有机多孔材料

有机多孔材料凭借其高比表面积、孔道可调性、易功能化修饰和结构多样性等特征,在催化、能源、吸附与分离等多个领域中展现了巨大应用潜力.对多官能度有机化合物单体以及高效聚合反应的巧妙应用,为新型有机多孔材料的创制提供了强有力的工具,成为该领域的研究热点.以C₃对称型的间苯三酚及其衍生物为例,综述了其在一系列新型有机多孔材料高效构筑中的最新研究进展.     

卡那霉素A酶联适配体检测方法研究

通过EDC法偶联辣根过氧化物酶(HRP)和卡那霉素A(Kanamycin,KaA)分子制备酶标记物,采用棋盘滴定法确定链霉亲和素(Streptavidin,SA)的包被浓度为8 mg/L,通过单因素实验优化了检测条件,建立了卡那霉素A酶联适配体检测(Enzyme-linked aptamer assay,ELAA)方法。本方法半抑制浓度(IC50)为2.2"g/L,检出限(LOD)为0.04"g/L,检测范围(IC20～IC80)为0.07～71.5"g/L,与结构类似物无明显交叉反应;对牛奶、猪肉、猪肝、鸡肉、蜂蜜样品加标回收率在78%～100%之间,平均相对标准偏差小于11.1%。本方法特异性强、灵敏度高,适用于食品中卡那霉素A的快速检测。