锐钛矿金红石的高温原位X射线衍射研究

对TiO₂粉末进行了空气和真空条件下从室温到1200℃的加热原位X射线衍射实验, 得到了空气和真空条件下微米级锐钛矿颗粒转变为金红石的起始温度分别为850℃ 和855℃; 分别修正了空气条件下锐钛矿在(27–850℃)范围和金红石在(900–1200℃) 范围内的晶胞参数和真空条件下锐钛矿在(27–850℃)范围和金红石在(950–1200℃) 范围的晶胞参数, 从而得到了晶胞参数随温度变化的关系, 得到了锐钛矿和金红石在空气中和真空中的热膨胀系数, 并总结了热膨胀系数随温度变化的规律. 室温下锐钛矿在空气条件下的热膨胀系数为 α_a=4.55063×10^-6/℃, α_c=7.7543×10^-6/℃, β=16.85836×10^-6/℃; 真空下为 α_a=4.69429×10^-6/℃, α_c=9.02850×10^-6/℃, β=18.69688×10^-6/℃. 室温下, 金红石在空气条件下的热膨胀系数为 α_a=6.81243×10^-6/℃, α_c=8.71644×10^-6/℃, β=22.22178×10^-6/℃; 真空条件下为 α_a=6.05834×10^-6/℃, α_c= 8.39280×10^-6/℃, β=20.52362×10^-6/℃. 关键词： 2')" href="#">TiO₂ 原位X射线衍射 相转变 热膨胀     

ZnS：Mn/SiO2量子点的表面聚乙烯吡咯烷酮修饰及其应用于海水中铅离子检测

制备了二氧化硅壳层修饰的ZnS：Mn量子点,基于聚乙烯吡咯烷酮（PVP）与二氧化硅表面硅羟基的作用,在纳米复合微粒表面进行了PVP的修饰,得到了在海水中荧光性能及胶体稳定性良好的ZnS：Mn/SiO₂/PVP 量子点。在Pb²⁺对所制备纳米微粒具有荧光猝灭效应的基础上,建立了用ZnS：Mn/SiO₂/PVP 量子点作为荧光探针检测海水中微量铅离子的新方法。研究表明,量子点浓度为10^-3 mol/L时,海水中离子浓度在10~100 μmol/L范围内与ZnS：Mn/SiO₂/PVP量子点荧光猝灭强度呈良好的线性关系,相关系数为0.994 6,检出限为8×10^-7 mol/L。     

基于牛血清白蛋白荧光探针的盐酸特拉唑嗪含量测定

对牛血清白蛋白（BSA）与盐酸特拉唑嗪（THD）混合体系进行了荧光发射光谱和同步光谱实验研究。BSA溶液在340 nm处有明显荧光特征峰,当加入THD后导致牛血清白蛋白发生内源荧光猝灭。据此建立了以BSA为探针的THD含量测定方法,通过该方法所得的模型函数相关系数都高于0.99。对所得模型函数进 行了实验验证,其中发射光谱模型函数回收率为96.04%~103.16%,同步光谱模型函数回收率为100.41%~ 105.58%,相对标准偏差分别为3.70%和2.42%。荧光发射光谱和同步光谱方法的检出限分别为0.64×10^-8 mol/L和0.66×10^-8 mol/L,定量限分别为0.21×10^-7 mol/L和0.22×10^-7 mol/L。     

钬铥双掺钨酸镱钾激光晶体光谱参数计算

采用顶部籽晶提拉法（TSSG）生长了钬铥双掺钨酸镱钾（KHo_0.04Tm_0.06Yb_0.9（WO₄）₂）激光晶体。测试了该晶体的吸收及荧光光谱,计算了其光谱参数。实验结果表明：该晶体在890~1 000 nm范围吸收带较宽,半峰宽为90 nm,计算了主峰1 000 nm处吸收截面为16.92×10^-20 cm²;Tm³⁺在1 690~1 812 nm范围存在较宽的吸收带,半峰宽为118 nm,易于实现Yb→Ho、Yb→Tm、Tm→Ho的能量传递。根据Judd-Ofelt理论,计算了该晶体的光谱强度参数。根据Tm³⁺、Ho³⁺、Yb³⁺离子能级图,讨论了产生1 750~2 200 nm荧光发射的3种能量传递方式。最后计算了主峰2 030 nm处受激发射截面为3.47×10^-20 cm²,表明该晶体可作为2 μm波段优异的激光增益介质。     

ZBLAN玻璃中Pr3+掺杂离子3P0和1D2能级的发光特性和寿命

对ZBLAN氟锆酸盐玻璃中Pr³⁺掺杂离子³P₀和¹D₂能级的寿命和发光特性进行了较详细的光谱学研究。首先测量了两种掺杂浓度(质量分数分别为1×10^-3,5×10^-3)的Pr³⁺:ZBLAN玻璃的吸收光谱,然后运用时间分辨激光光谱技术测量了³P₀和¹D₂能级在激光单光子共振激发下的荧光发射谱和能级寿命。将不同荧光发射谱带的强度和文献报道的Judd Ofelt理论计算辐射跃迁几率数值做了比较分析,证明了文献中理论计算结果的可靠性。由于浓度猝灭效应,在相同的激发条件下,掺杂浓度为1×10^-3样品的荧光发射强度明显大于5×10^-3样品的荧光发射强度。但是从我们的测量结果看,掺杂浓度对³P₀和¹D₂ 的能级寿命值无显著影响。掺杂浓度为1×10^-3时,Pr³⁺离子³P₀和¹D₂能级的寿命值分别为46,322μ_s。     

Gd3+/Y3+共掺对Nd:CaF2晶体光谱性能的影响

通过坩埚下降法生长了系列共掺Nd,Gd:CaF₂和Nd,Y:CaF₂晶体, 研究了Gd³⁺/Y³⁺共掺对Nd³⁺光谱性能以及Nd:CaF₂晶体晶胞参数的影响规律. 对于0.5 at.%Nd, x at.%Gd(x=2,5,8,10):CaF₂系列晶体, 当调控Gd³⁺掺杂浓度为2 at.%时, 具有最大的荧光寿命499 μs; 当Gd³⁺掺杂浓度为5 at.%时, 具有最大的吸收截面1.47×10^-20 cm², 最大的发射截面1.9×10^-20 cm²; 当Gd³⁺掺杂浓度为8 at.%时, 具有最佳的发射带宽29.03 nm. 对于0.6 at.%Nd, xat.%Y(x=2, 5, 8, 10):CaF₂系列晶体, Y³⁺掺杂浓度为5 at.%时, 有最大的吸收截面2.41×10^-20 cm², 最大的发射截面3.17×10^-20 cm²; 当Y³⁺掺杂浓度为10 at.%时, 具有最长的荧光寿命359.4 μs,并且具有最大发射带宽26 nm.     

高Yb3+/Er3+掺杂的磷基有源光纤材料的光谱性质

研究了Yb³⁺/Er³⁺共掺60P₂O₅-15BaO-10Al₂O₃-5ZnO-10R₂O（R=Na,K）以P₂O₅为主体的磷基有源光纤材料的光谱性质,以及不同Yb³⁺/Er³⁺掺杂浓度对光谱性质的影响规律。当Er³⁺浓度为9.100×10¹⁹/cm³、Yb³⁺的掺杂浓度为5.407×10²⁰/cm³、Yb³⁺/Er³⁺浓度比为6：1时,玻璃样品在1 531 nm处的受激发射截面最大,为6.17×10^-21 cm²。同时,其荧光寿命为9.73 ms,荧光半高宽为53.16 nm,发射截面与半高宽的乘积为3.28×10^-32 m³,综合性能最佳。     

红枣碳量子点“关-开”型荧光探针检测芦丁的研究

以红枣为原料,通过一步水热法合成了具有强烈荧光的碳量子点（CQDs）,通过荧光光谱、紫外-可见光谱、红外光谱、X射线粉末衍射光谱对其发光特性进行了研究,并基于KMnO₄与CQDs形成无辐射复合体,构建了"关-开"型荧光探针用于芦丁的高灵敏度检测。实验发现,在pH=4.00的HAc-NaAc缓冲溶液中,KMnO₄的加入可使CQDs的荧光发生显著猝灭,体系的荧光信号处于"关闭"状态;加入芦丁后,由于KMnO₄更易与还原性药物芦丁发生反应,将KMnO₄从CQDs表面移除下来,使CQDs的荧光得以恢复,体系的荧光信号处于"打开"状态。对反应的机理进行初步探讨,考察了各种反应条件,在优化的实验条件下,CQDs荧光探针荧光恢复值ΔF与芦丁的浓度在2.5×10^-7~1.0×10^-5 mol/L范围内呈良好线性关系,方法检出限为1.5×10^-7 mol/L。该方法应用于样品中芦丁的测定,结果满意。     

超薄EuF3电极修饰层对有机场效应晶体管性能的提升

采用EuF₃薄层修饰低功函数金属Ag源、漏电极,制备了CuPc有机场效应晶体管,研究了不同厚度EuF₃对器件性能的影响。结果表明,EuF₃的厚度由0 nm增至0.6 nm时,接触电阻由23.65×10⁵ Ω·cm减 至3.86×10⁵ Ω·cm,使得器件载流子迁移率由1.5×10^-3 cm²·V^-1·s^-1提高到4.65×10^-3 cm²·V^-1·s^-1。 UPS测试结果表明,薄层EuF₃在Ag与有机半导体间形成了界面偶极势垒,使源漏电极表面功函数增大,空穴注入势垒降低,Ag电极与有机半导体层界面的接触电阻减小,进而提升了空穴的注入效率。     

3,4,9,10-苝四甲酸二酐纳米材料的制备及其传感行为的研究

以3,4,9,10-苝四甲酸二酐(PTTC)为原料,采用真空气相沉积-分子自组装法制备了有机纳米材料,通过扫描电镜、透射电镜、红外光谱、荧光光谱和差热分析表征所得产物。用吐温20增溶PTTC纳米材料,发现L-赖氨酸对该分散系的荧光具有较强的增敏作用,据此建立了L-赖氨酸的纳米荧光化学传感新方法。体系的荧光变化与赖氨酸浓度呈线性关系,线性范围为7.00×10-4~5.40×10-7mol/L,检出限为8.39×10-8mol/L。进一步研究发现,PTTC纳米结构使赖氨酸的循环伏安图电流差减小,有望据此制作赖氨酸纳米电化学传感器。     

石墨烯量子点荧光探针测定肾上腺色腙

通过高温裂解柠檬酸合成了水溶性石墨烯量子点(GQDs),并应用钝化剂PEG2000进行修饰,提高了GQDs的量子产率。应用荧光光谱、紫外-可见光谱、红外光谱对其发光特性进行了研究,测定了荧光寿命。实验发现,在p H=7.40的Tris-HCl缓冲液中,肾上腺色腙(CBZC)对GQDs荧光强度有明显的猝灭作用。基于此提出了以GQDs为探针测定肾上腺色腙的新方法。实验考察了缓冲溶液用量、缓冲溶液种类、量子点浓度、反应时间以及表面活性剂等多种因素对反应体系的影响。当量子点浓度为2.3×10-3mol/L时,肾上腺色腙浓度在4.0×10-7~1.2×10-5mol/L(0.995 6)范围内与荧光猝灭值ΔF呈良好的线性关系,方法检出限为1.5×10-7mol/L,相对标准偏差为0.15%(n=5,c=4.0×10-6mol/L)。该方法对于样品中肾上腺色腙含量测定的回收率为97.46%~101.6%。通过测定温度对猝灭常数的影响以及紫外-可见吸收光谱的变化确定了二者的猝灭过程和相互作用力类型。     

基于萘酰腙类锌离子增强型荧光探针的合成及光谱性能

设计合成了一种简单的酰腙类结构的增强型荧光探针HM,实现了对锌离子（Zn²⁺）的高选择性识别。运用ESI-MS质谱、荧光光谱和紫外-可见光谱等手段研究了探针HM对Zn²⁺的识别过程。紫外光谱测试表明,当向探针HM中加入Zn²⁺后,386 nm处的吸收峰逐渐减弱,在420 nm处出现了新的吸收峰,并且强度逐渐增大,直至达到平衡,等吸收点为396 nm。荧光光谱分析表明,探针HM能够高选择性地识别Zn²⁺。在发射波长510 nm处的荧光增强2.5倍,最低检出限为1.0×10^-5 mol/L、量子产率为0.02。该识别过程为PET（光诱导电子转移机理）和CHEF（螯合荧光增强机理）共同作用的结果。通过电喷雾质谱和Job's plot实验证明探针HM与Zn²⁺以1：1配位,平衡常数（K）达到4.05×10⁶ L·mol^-1。     

一种新型罗丹明类荧光分子探针及其对Fe(Ⅲ)的选择性识别

以罗丹明B、乙二胺和乙二醛为反应原料,合成了一种新型的荧光增强型识别Fe³⁺的分子探针（fluorescent probe,FP）。用核磁和质谱对其分子结构进行了表征,并通过荧光光谱研究了FP对Al³⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Mn²⁺、Hg²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、K⁺、Na⁺等不同金属离子的识别性能。研究结果表明：在纯甲醇溶剂中,探针FP对Fe³⁺的识别具有较好的选择性,且基本不受其他金属离子的干扰;通过Jobs曲线可知,探针FP与Fe³⁺的络合比为1：3;Fe³⁺浓度在4×10^-4~5×10^-3 mol/L范围内时,探针FP的荧光强度与Fe³⁺浓度具有良好的线性关系,线性相关系数为0.995 3。     

Superior material qualities and transport properties of InGaN channel heterostructure grown by pulsed metal organic chemical vapor deposition

Pulsed metal organic chemical vapor deposition is introduced into the growth of In Ga N channel heterostructure for improving material qualities and transport properties. High-resolution transmission electron microscopy imaging shows the phase separation free In Ga N channel with smooth and abrupt interface. A very high two-dimensional electron gas density of approximately 1.85 × 1013cm-2is obtained due to the superior carrier confinement. In addition, the Hall mobility reaches 967 cm2/V·s, owing to the suppression of interface roughness scattering. Furthermore, temperature-dependent Hall measurement results show that In Ga N channel heterostructure possesses a steady two-dimensional electron gas density over the tested temperature range, and has superior transport properties at elevated temperatures compared with the traditional Ga N channel heterostructure. The gratifying results imply that In Ga N channel heterostructure grown by pulsed metal organic chemical vapor deposition is a promising candidate for microwave power devices.     

Validity conditions for complete and partial local thermodynamicequilibrium of nonhydrogenic level systems and their application tocopper vapor arcs in vacuum

Validity conditions for complete and partial local thermodynamic equilibrium (CLTE and PLTE) of homogeneous, time-dependent, and optically thin plasmas are derived. For Cu I, electron densities of n_e⩾(5×10²²-5×10²³ ) m^-3 are required for the establishment of CLTE. For Cu I and Cu II, n_e⩾(5×10²¹-5×10²¹ -5×10²²) m^-3 is necessary for PLTE (for electron temperatures of 1-2 eV). Application to low-current copper vapor arcs in vacuum shows that CLTE can be expected for r<200-600 μm (r=distance from the cathode spot). A further limitation follows for temperatures of 2 eV or higher if diffusion effects are taken into consideration. Consequently, the use of the LTE formulas in plasma spectroscopy of low-current vacuum arcs is very limited     

Pressure dependence of plasma parameters in medium-vacuum nitrogenarc discharge with the titanium cathode

The plasma properties of a medium-vacuum nitrogen arc discharge from a titanium cathode were studied. The arc chamber use was 400 mm in diameter and 600 mm in length. The cathode diameter and thickness were 64 and 25 mm, respectively. The experimental conditions are given as follows: pressure range=1×10^-3~2×10^-1 torr; N₂ gas flow rate=6 ml/min; arc current=50 A. Electric probe characteristics are measured as a function of pressure and distance from the cathode surface. The analytical results obtained show that the electron energy distribution takes 1-Mx at pressures above 1×10^-2 torr but 2-Mx at pressures under 4×10^-2 torr and that the electron density has a maximum value at a certain pressure. The Ti⁺, Ti⁺⁺, and N ⁺₂ ion spectral intensities are measured as a function of pressure and distance from the cathode surface. On comparison of these results and the electron density, the Ti⁺ spectral intensity turns out to be proportional to that of the electron density. This suggests that the major ion in the plasma volume is of the Ti⁺ species