Rational Design of Two-Dimensional Magnetic Chromium Borides Based on First-Principles Calculation

Two-dimensional(2D) magnetic materials have been experimentally recognized recently,however,the Curie temperatures(TC) of known 2D systems are quite low.Generally,magnetic systems can be seen as constituent magnetic elements providing spins and the non-magnetic elements providing frameworks to host the magnetic elements.Short bond lengths between the magnetic and non-magnetic elements would be beneficial for strong magnetic interactions and thus high TC.Based on this,we propose to combine the magnetic element Cr and the non-magnetic element boron to design novel 2D magnetic systems.Using our self-developed software package IM2 ODE,we design a series of chromium-boride based 2D magnetic materials.Nine stable magnetic systems are identified.Among them,we find that CrB4-Ⅰ,CrB4-Ⅱ and CrBs-Ⅰ with common structural units [CrB8] are ferromagnetic metals with estimated TC of 270 K,120 K and 110 K,respectively.On the other hand,five CrB3 phases with structural units [Cr2B12] are antiferromagnetic metals.Additionally,we also find one antiferromagnetic semiconductor CrB2-Ⅰ.Our work may open new directions for identifying 2D magnetic systems with high TC.     

氮化镓单晶生长研究进展

氮化镓(GaN)作为第三代宽禁带半导体核心材料之一,具有高击穿场强、高饱和电子漂移速率、抗辐射能力强和良好的化学稳定性等优良特性,是制作宽波谱、高功率、高效率光电子、电力电子和微电子的理想材料.受制于氮化镓单晶衬底的尺寸、产能及成本的影响,当前的GaN基器件主要基于异质衬底(硅、碳化硅、蓝宝石等)制作而成,GaN单晶衬底的缺乏已成为制约GaN器件发展的瓶颈.近年来,国内外在GaN单晶衬底制备方面取得了较大的进展.本文综述了氮化镓单晶生长的最新进展,包括氢化物气相外延法、氨热法和钠助熔剂法的研究进展,分析了各生长方法面临的挑战与机遇,并对氮化镓单晶材料的发展趋势讲行了展望.     

污泥基吸附剂对亚甲基蓝和环丙沙星的吸附性能研究

亚甲基蓝和环丙沙星是水体中2种污染物, 对生态环境有潜在危害. 本文以市政剩余活性污泥为原料, 氯化锌为活化剂热解制备污泥基吸附剂, 研究盐酸酸洗浓度、氯化锌浓度、热解温度、热解时间等对污泥基吸附剂吸附水中亚甲基蓝和环丙沙星性能的影响. 结果表明 (1)污泥基吸附剂对亚甲基蓝的吸附性能随盐酸酸洗浓度的增大而增加, 对环丙沙星的吸附性能则随盐酸酸洗浓度的增大呈先降后增趋势, 两者均在1.500mol·L-1盐酸浓度下取得最优值. (2)污泥基吸附剂对亚甲基蓝和环丙沙星的吸附性能随氯化锌浓度和热解温度的增加呈先升后降趋势, 在氯化锌浓度为4.0mol·L-1、热解温度为500℃时有最优值; 随着热解时间的延长, 污泥基吸附剂对亚甲基蓝和环丙沙星的吸附性能分别在500℃热解70min和80min时有最优值. (3)污泥基吸附剂的最佳制备条件为 氯化锌4.0mol·L-1活化2h、500℃热解70min和80min、1.500mol·L-1盐酸酸洗; 以此制得的污泥基吸附剂对亚甲基蓝和环丙沙星的去除率分别为97.7%和96.4%, 平衡吸附量分别为97.9mg·g-1和3.9mg·g-1, 且污泥基吸附剂对亚甲基蓝和环丙沙星的吸附过程均符合准二级动力学方程.     

组合式十字形钢管混凝土柱偏压力学性能试验研究

设计了一种由槽钢和方形钢管拼焊形成的组合式十字形钢管混凝土柱,将其灵活地布置在框架结构的中节点,可使柱肢与填充墙等厚,有效地提高建筑使用面积。共制作了6根组合式十字形钢管混凝土柱试件,考虑了偏心距和长细比两种变化参数。通过对其进行偏心受压试验研究,考察了试件的破坏形态和荷载-挠度曲线,并分析了其在不同偏心距和长细比下的荷载-应变曲线发展规律。结果表明:组合式十字形钢管混凝土柱中钢管和槽钢对混凝土的约束作用强,表现为较高的延性系数;偏心距或长细比越大,试件的极限承载力及弹性刚度越小,且偏心距越大延性越好,长细比对延性影响不显著;在受拉侧纵向应变基本上符合平截面假定,在受压侧纵向应变不符合平截面假定。     

2019年诺奖解读：物理宇宙学

 2019年10月8日，瑞典皇家科学院宣布将今年的诺贝尔物理学奖的一半授予詹姆斯·皮布尔斯（James Peebles），以表彰他在物理宇宙学方面的理论贡献和发现。詹姆斯·皮布尔斯，1935年生于加拿大温尼伯，现为美国普林斯顿大学教授。在过去几十年中，他在宇宙微波背景辐射（CMB），宇宙中的结构形成，暗物质和暗能量等众多方向做出了重大贡献。他是现代宇宙学大厦的主要奠基者之一。     

单层n型MoS2/p型c-Si异质结太阳电池数值模拟

单层二硫化钼(MoS₂)是一种具有优异光电性能的半导体材料,在太阳能能量转换中表现出很大的应用潜力。本文基于AMPS模拟软件,对单层n型MoS₂/p型c-Si异质结太阳电池进行了数值模拟与分析。通过模拟优化,n型MoS₂的电子亲和能为3.75 eV、掺杂浓度为10¹⁸ cm^-3,p型c-Si的掺杂浓度为10¹⁷ cm^-3时,太阳电池能够取得最高22.1%的转换效率。最后模拟了n型MoS₂/p型c-Si异质结界面处的界面态对太阳电池性能的影响,发现界面态密度超过10¹¹ cm^-2·eV^-1时会严重影响太阳电池的光伏性能。     

柱前衍生化HPLC法测定酵母细胞壁中的甘露聚糖与β-葡聚糖

采用1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮(PMP)为柱前衍生化试剂,结合反相高效液相色谱法,建立了同时测定酵母细胞壁中甘露聚糖和β-葡聚糖的方法。样品中的多聚糖经盐酸高温水解得到甘露糖和葡萄糖,经PMP衍生后,以0.02 mol/L乙酸铵-乙腈(80.5∶19.5)为流动相等度洗脱,反相C18柱(4.6 mm×250 mm,5μm)分离,紫外检测器(波长250 nm)检测,所测2种单糖的含量通过换算后得到甘露聚糖和β-葡聚糖的含量。结果表明,甘露糖和葡萄糖在10.0~1 000 mg/L质量浓度范围内与对应峰面积呈良好的线性关系,相关系数(r2)大于0.999。样品在28.0~80.0 mg范围内加标水平的平均回收率为88.1%~91.0%,相对标准偏差(RSD)小于3%,甘露糖和葡萄糖的检出限(LOD)分别为0.10 mg/L和0.08 mg/L。该方法灵敏度高、准确性好、实用可靠,适用于酵母细胞壁样品中甘露聚糖和β-葡聚糖含量的分析测定。     

基于PCAU-Net的快速多通道磁共振成像方法

多通道磁共振成像方法采用多个接收线圈同时欠采样k空间以加快成像速度,并基于后处理算法重建图像,但在较高加速因子时,其图像重建质量仍然较差．本文提出了一种基于PCAU-Net的快速多通道磁共振成像方法,将单通道实数U型卷积神经网络拓展到多通道复数卷积神经网络,设计了一种结构不对称的U型网络结构,通过在解码部分减小网络规模以降低模型的复杂度．PCAU-Net网络在跳跃连接前增加了1×1卷积,以实现跨通道信息交互．输入和输出之间利用残差连接为误差的反向传播提供捷径．实验结果表明,使用规则和随机采样模板,在不同加速因子时,相比常规的GRAPPA重建算法和SPIRiT重建方法,本文提出的PCAU-Net方法可高质量重建出磁共振复数图像,并且相比于PCU-Net方法,PCAU-Net减少了模型参数、缩短了训练时间．     

碳量子点的荧光发射机制

碳量子点(CQDs)一般是指粒径小于10 nm的零维碳材料,因其具有优良的光学特性而在生物成像、光学器件、生物复合材料和生物传感等领域得到广泛应用,并有望成为未来应用最广泛的一种碳材料。CQDs的光学特性受粒径、表面官能团及合成的条件(如温度、溶剂的种类和pH等)的影响,为了精准调控其光学性能以及进一步扩大其应用范围,需对其光致发光(Photoluminescence,PL)机制进行详细研究。然而,CQDs的PL机制尚不完全明确,目前,已提出的PL机制有量子限域效应、表面态发射、碳核和荧光分子、多环芳烃分子发射、自陷激子模型、表面偶极子发射中心、聚集发射中心、多发射中心、缓慢的溶剂弛豫和溶剂化效应等。但这些发光机制都只能在一定程度上解释CQDs的部分PL现象,还没有一种机制能解释CQDs的所有PL现象,严重制约了对CQDs光学特性的调控。本文对CQDs不同的PL机制进行分类和总结,希望为进一步阐明其PL机制及实现CQDs 光学特性的可控调节提供参考。     

亲水/反相二维制备液相色谱法分离纯化络石藤中的化学成分

建立了亲水/反相二维制备液相色谱(Pre-2D-HILIC/RPLC)分离纯化络石藤中化学成分的分析方法。络石藤药材经醇提、活性炭脱色后用反相固相萃取柱除去色素和强极性物质,最终得到干燥的浅黄色粉末。一维亲水色谱选择Click XIon色谱柱(250 mm×20 mm,10μm)作为固定相,水和乙腈作为流动相,进行梯度洗脱,以紫外触发模式收集馏分,共得到15个组分。二维反相色谱选择C18色谱柱(250 mm×20 mm,5μm)作为固定相,水和乙腈作为流动相,进行梯度洗脱,最终得到14个高纯度化合物,并通过质谱和核磁共振对其进行确认。实验结果表明,该法具有良好的正交选择性,可以有效提高分离度和峰容量,对于分离络石藤等复杂样品具有重要意义。