Experimental Realization of an Intrinsic Magnetic Topological Insulator

An intrinsic magnetic topological insulator(TI) is a stoichiometric magnetic compound possessing both inherent magnetic order and topological electronic states. Such a material can provide a shortcut to various novel topological quantum effects but remained elusive experimentally for a long time. Here we report the experimental realization of thin films of an intrinsic magnetic TI, MnBi_2Te_4, by alternate growth of a Bi_2Te_3 quintuple layer and a MnTe bilayer with molecular beam epitaxy. The material shows the archetypical Dirac surface states in angle-resolved photoemission spectroscopy and is demonstrated to be an antiferromagnetic topological insulator with ferromagnetic surfaces by magnetic and transport measurements as well as first-principles calculations. The unique magnetic and topological electronic structures and their interplays enable the material to embody rich quantum phases such as quantum anomalous Hall insulators and axion insulators at higher temperature and in a well-controlled way.     

基于无人机多光谱图像的土壤水分检测方法研究

以表层土壤为对象,探究土壤的多光谱反射率与土壤水分含量相关性,进行基于无人机多光谱图像的土壤水分含量预测模型方法的探究。选取中国农业大学通州实验站为研究区域,实地采集试验田的土壤样本100组,按照一定梯度配制土壤含水量,配成的土壤含水率为10%~50%之间,土壤含量的真实值采用土壤烘干法进行测定。多光谱相机灵巧便捷,可搭载在无人机上对土壤进行监测。将RedEdged-M型多光谱相机搭载在Phantom 3型无人机上,选择阳光充足的采集环境,实时采集土壤样本的多光谱图像,建立土壤多光谱信息与水分含量之间的模型。利用处理光谱数据的ENVI5.3软件提取土壤样本多光谱信息,以多光谱相机自带的标准白板反射率为100%,计算出土壤样本在蓝、绿、红、红边、近红外五个波段的光谱反射率。采用BP神经网络算法、支持向量机算法、偏最小二乘算法分别建立基于无人机多光谱图像的土壤水分含量的预测模型。以80组土壤样本数据作为训练集,建立基于多光谱图像的土壤水分含量预测模型。采用莱文贝格-马夸特算法对BPNN进行改进,提高了其训练速度,当网络结构为5-10-1时,训练效果最好,本文选择该网络结构;SVM采取高斯核函数,当参数为0.56时,模型效果最好。本研究采用归一化均方根误差(NRMSE)和决策系数(R 2)对三种土壤水分含量的预测模型进行定量对比。以20组土壤样本数据作为测试集,结果可知,基于BP神经网络土壤水分含量预测模型的NRMSE为0.268,R 2为0.872;基于支持向量机的土壤水分含量预测模型的NRMSE为0.298,R 2为0.821;基于偏最小二乘土壤水分含量预测模型的NRMSE为0.316,R 2为0.789。对三种模型分析可知,基于BPNN的土壤水分含量预测模型效果均较好。结果可知,土壤的光谱反射率与含水率间存在较密切的相关性,将多光谱相机搭载在无人机上可以对土壤水分含量进行有效的实时监测,对监测土壤墒情提供技术支持和理论支撑。     

基于化学模式识别和熵权TOPSIS法分析鱼腥草不同部位的差异

基于高效液相色谱（HPLC）指纹图谱比较鱼腥草不同部位（茎、叶）化学成分的差异性,并综合评价鱼腥草不同部位的质量。建立鱼腥草不同部位的HPLC指纹图谱,通过相似度评价、化学模式识别及熵权TOPSIS法对其化学成分进行差异性研究,并对其质量标志物（槲皮苷）进行含量测定。建立的HPLC指纹图谱中鱼腥草药材及其茎叶均确定了8个共有峰,指认了其中6个成分;聚类分析（CA）和主成分分析（PCA）结果表明鱼腥草叶和茎的质量差异大,叶和药材的质量较接近;偏最小二乘法-判别分析（OPLS-DA）发现4种成分是造成不同批次样品差异性的主要标志物;熵权TOPSIS法分析显示同批次鱼腥草药材与其茎叶既有相关性也有差异性,且四川产地的鱼腥草药材质量较佳;含量测定结果显示,同批次鱼腥草中的槲皮苷含量由高到低均依次为叶、药材、茎。鱼腥草不同部位HPLC指纹图谱存在显著差异。该方法可反映鱼腥草不同部位质量差异性,为鱼腥草药材的质量控制及资源开发利用提供参考。     

内函数逼近定理及上溢原理的推广及应用

在κ-饱和的非标准模型中,首先推广了内函数逼近定理,并用这一推广定理证明了著名的A sco li定理;其次将上(下)溢原理推广到一般的定向集上,并证明了拓扑空间中单子的一些性质,给出了无穷小延伸定理的一个简单证明.     

基于双尺度4分离层优化的石墨烯太赫兹宽带吸波结构

为实现对未来远程太赫兹雷达的高效对抗与隐身,针对典型太赫兹雷达工作频率设计了一种石墨烯太赫兹宽带吸波结构。宽带吸波结构以表层金属层/石墨烯层/介质层/底层金属层为基本吸波结构单元,利用遗传算法对双尺度基本吸波结构单元进行4分离层优化设计,确定宽带吸波结构的各层结构参数。仿真结果表明:宽带吸波结构在0.138 THz～2 THz频率范围内吸收效率优于80%,在0.157 THz～2 THz频率范围内吸收效率优于97.46%,典型太赫兹雷达工作频率处吸收效率均优于92.27%,满足太赫兹雷达对抗与隐身要求。     

分子印迹包裹的碳量子点荧光传感器特异性吸附检测核黄素北大核心CSCD

利用核黄素作为模板分子印迹在溶胶凝胶分子层并包裹碳量子点,制备荧光传感器(Carbon Quantum Dots@Molecular Imprinted Polymers,CD_(S)@MIPs)。在激发波长为370 nm时,该传感器特异性吸附核黄素后,520 nm处荧光随核黄素浓度的变化而变化,即520 nm处的荧光作为变量信号,碳量子点在460 nm的荧光作为参考信号,形成比率荧光传感器。核黄素的浓度与I_(520)/I_(460)的荧光比值呈现线性相关关系,线性范围为0.15~7.0μmol/L,检出限为8.48 nmol/L。相比于直接荧光检测核黄素的方法,此方法具有特异性、抗背景干扰性等优点,可应用于检测果汁中的核黄素。     

激活型有机光声造影剂的应用

光声(PA)成像作为一种结合了光学和声学成像优势的新型成像方式,具有深层组织穿透和高空间分辨率等优点,在重大疾病的早期影像诊断方面有着巨大的应用前景。然而传统的PA造影剂依然存在信噪比低、选择性及特异性差等不足,容易产生假阳性诊断结果。激活型PA造影剂可以有效的降低背景噪声,并提升成像的灵敏度和特异性,是目前PA造影剂设计与构筑的主要趋势。本综述首先简单介绍了PA成像的原理,然后结合近几年在金属离子、酶、活性氮和活性氧等相关方面的生物成像应用,梳理了可激活探针在不同微环境中的响应方式。最后,对激活型探针在PA成像中的应用进行了总结和展望。     

固相萃取/高效液相色谱-串联质谱法测定黄瓜及土壤中的春雷霉素残留

建立了测定黄瓜和土壤中春雷霉素残留的固相萃取/高效液相色谱-串联质谱(SPE/HPLC-MS/MS)方法。黄瓜和土壤样品分别经1%甲酸的甲醇、0.5%甲酸水提取后,采用MCX固相萃取柱净化,以Waters Xbridge BEH Amide色谱柱分离,0.2%甲酸水-乙腈溶液进行梯度洗脱,电喷雾正离子(ESI+)模式电离,多反应监测(MRM)模式检测,基质匹配标准曲线外标法定量。该方法灵敏、准确、简单快速、重复性好,在2~250μg/L浓度范围内,不同基质中春雷霉素的线性相关系数均大于0.999,检出限为0.002 mg/kg,定量下限为0.008 mg/kg;在0.008、0.040、0.200、0.400 mg/kg 4个加标水平下,春雷霉素在黄瓜和土壤样品中的平均回收率为77.5%~97.0%,相对标准偏差为2.6%~10.7%,能够满足黄瓜及土壤中春雷霉素残留的检测需求。应用该法对田间样品进行检测,结果表明,春雷霉素在黄瓜中的残留量不超过0.053 mg/kg,小于我国规定的黄瓜中最大残留限量(0.2 mg/kg);土壤中春雷霉素的残留量不超过0.013 mg/kg。     

透明质酸纳米材料在荧光/光声成像和光疗中的应用

荧光/光声成像和光疗技术的生物医学应用引起了人们越来越多的关注, 然而很多荧光/光声造影剂存在生物相容性较差, 缺乏肿瘤靶向性, 信噪比较低, 功能单一等共性问题, 严重限制其诊疗应用. 透明质酸具有优异的生物相容性和主动肿瘤靶向性, 可被透明质酸酶降解, 并且易于化学修饰和实现多种超分子弱相互作用力协同工作. 因此, 人们将透明质酸与荧光/光声造影剂结合制备纳米材料, 使其在细胞乃至活体的标记性能和治疗效果获得了很大的改善. 本文综述了将两类物质结合制备纳米材料的方法, 着重阐述了纳米材料的结构与性能关系, 为其未来设计和开发提供了指导, 最后对存在的主要问题以及未来的重要研究方向进行了分析和展望.