Accurate and rapid error estimation on global gravitational field from current GRACE and future GRACE Follow-On missions

Firstly, the new combined error model of cumulative geoid height influenced by four error sources, including the inter-satellite range-rate of an interferometric laser (K-band) ranging system, the orbital position and velocity of a global positioning system (GPS) receiver and non-conservative force of an accelerometer, is established from the perspectives of the power spectrum principle in physics using the semi-analytical approach. Secondly, the accuracy of the global gravitational field is accurately and rapidly estimated based on the combined error model; the cumulative geoid height error is 1.985× 10^-1~m at degree 120 based on GRACE Level 1B measured observation errors of the year 2007 published by the US Jet Propulsion Laboratory (JPL), and the cumulative geoid height error is 5.825× 10^ - 2~m at degree 360 using GRACE Follow-On orbital altitude 250~km and inter-satellite range 50 km. The matching relationship of accuracy indexes from GRACE Follow-On key payloads is brought forward, and the dependability of the combined error model is validated. Finally, the feasibility of high-accuracy and high-resolution global gravitational field estimation from GRACE Follow-On is demonstrated based on different satellite orbital altitudes.     

Ce3+基态在正交晶场影响下分裂的理论计算

基于晶场理论,通过模拟三种相同晶系化合物CePdGa3、Ce3Ag4Ge4和Ce3Ag4Sn4的磁化率倒数-温度曲线,得到了晶场分裂能和相应波函数,并从理论上分析了晶场效应对稀土离子基态的影响.计算表明:Kramers离子Ce3 在正交晶场的作用下,基态六重简并部分消除得到三个双态.     

Mo掺杂SrBi4Ti4O15陶瓷的铁电介电性能

用传统的固相烧结工艺,制备了钼掺杂铁电陶瓷样品SrBi4Ti4O15(SBTi)铁电陶瓷SrBi4-2x/3Ti4-xMoxO15(x=0.00,0.003,0.012,0.03,0.06,0.09).X射线衍射的结果表明,样品均为单一的层状钙钛矿结构相,Mo掺杂未改变SBTi的晶体结构.通过扫描电子显微镜观测发现,样品晶粒为片状,随掺杂量的增加,晶粒逐渐变小.铁电测量表明,Mo掺杂使SBTi的铁电性能得到较大改善.随掺杂量x的增加,样品的剩余极化(2Pr)呈现出先增大,后减小的规律.在x=0.06时,2Pr达到最大值26.5 μC/cm2,与SrBi4TiO15(2Pr=12.2 μC/cm2)相比,提高117%.材料的矫顽场Ec在掺杂后增加仅为20%左右.SBTi的居里温度受掺杂的影响甚微,说明Mo对SrBi4Ti4O15的掺杂基本未影响材料原有的良好的热稳定性.     

(Bi, La)4Ti3O12-Sr(Bi, La)4Ti4O15共生结构铁电材料性能研究

采用固相烧结工艺,制备了不同La掺杂量(x=0.00,0.25,0.50,0.75,1.00,1.25和1.50)的(Bi, La)4Ti3O12-Sr(Bi, La)4Ti4O15 (SrBi8-xLaxTi7O27)共生结构铁电陶瓷样品.用x射线衍射对其进行微结构分析,并测量铁电、介电性能.结果发现,La掺杂未改变Bi4Ti3O12-SrBi4Ti4O15共生结构铁电材料的晶体结构.随掺杂量的增加,样品的矫顽场(Ec)略有增加,剩余极化(2Pr)先增大,后减小.在x＝0.50时,2Pr达到极大值,为25.6 μC*cm-2,与Bi4Ti3O12-SrBi4Ti4O15相比,2Pr增加了近60%,而Ec仅增加约10%.随La掺杂量的增加,样品的居里温度TC逐渐降低,x＝0.50时,TC=556 ℃.在x=1.50时,样品出现弛豫铁电体的典型特征.     

级联三能级模型下超短脉冲激光与分子相互作用的动力学研究

通过求解麦克斯韦-布洛赫方程，研究了超短脉冲激光和一维对称π共轭分子材料(4,4′-二甲氨基二苯乙烯分子)的相互作用.该分子材料具有较强的非线性光学性质，其分子的电子结构和电偶极矩是在密度泛函理论水平上利用从头计算方法得到的.研究结果表明，慢变幅近似和旋波近似不能很好地描述超短脉冲在该分子介质中的传播.在单光子共振情况下，保持入射脉冲的脉冲宽度不变，当小面积脉冲在该分子介质中传播时，二能级模型可以较好地描述脉冲激光与该分子体系的相互作用过程.但对于大面积脉冲激光，由于较明显地产生了分子的二次激发，此时分子 关键词： 超短脉冲激光 4′-二甲氨基二苯乙烯分子 三能级模型 麦克斯韦-布洛赫方程     

Ultrasound-promoted synthesis of novel bipodal and tripodalpiperidin-4-ones and silica chloride mediated conversion to its piperidin-4-ols: synthesis and structural confinements

The ultrasound-promoted synthesis of novel bipodal and tripodalpiperidin-4-ones was carried out by the reaction of 4-piperidone hydrochloride monohydrate with different alkylating and acylating agents. It was preferably reduced to respective piperidin-4-ols by ultrasonic irradiation using silica chloride, which maintains higher yields by acting as an effective supporting polymer. The sterically hindered phthaloyl derivative of piperidin-4-one was synthesized by ultrasonic irradiation which was difficult by conventional methods.     

NH4H2PO4和ND4D2PO4晶体微结构的拉曼光谱研究

本文利用偏振拉曼光谱和第一性原理, 对磷酸二氢铵(NH₄H₂PO₄, ADP)和不同氘含量磷酸二氢铵DADP晶体的晶格振动模式进行了研究. 实验测得了不同几何配置、200–4000 cm^-1范围的偏振拉曼光谱, 分析在不同氘含量条件下921 cm^-1和3000 cm^-1附近拉曼峰的变化. 在ADP晶体中, 基于基本结构单元NH₄⁺ 和H₂PO₄^-基团的振动模, 用第一性原理进行了数值模拟, 进一步明确拉曼峰与晶体中原子振动的对应关系; 通过洛伦兹拟合不同氘含量DADP晶体的拉曼光谱中2000–2600 cm^-1处各峰的变化讨论了DADP 晶体的氘化过程, 结果表明氘化顺序是先NH₄⁺ 基团后H₂PO₄^-基团, 研究结果为今后此类材料的生长和性能优化奠定了基础.     

Optical and luminescent properties of the lead and barium molybdates

Time-resolved luminescence as well as excitation and reflectivity spectra of the oriented lead and barium molybdate single crystals were studied using synchrotron radiation. Features in reflectivity spectra in the fundamental absorption region were analyzed. The contribution of electronic states of lead cation to the formation of the bandgap in PbMoO₄ is supposed. The role of lead states in the intrinsic luminescence of PbMoO₄ is discussed.     

氢稀释对多晶硅薄膜结构特性和光学特性的影响

以SiCl₄和H₂为气源，用等离子体增强化学气相沉积技术，在250℃的低温下，研究氢稀释度对多晶硅薄膜结构特性的影响.实验结果表明，对于以SiCl₄和H₂组成的反应源气体，氢对薄膜生长特性的影响有异于SiH₄/H₂，在一定功率下，薄膜的晶化率随氢稀释度的减小而增加，在一定的氢稀释度下薄膜晶化度达到最大值85％；随着氢稀释度的继续减小，薄膜晶化度迅速下降，并逐渐向非晶态结构转变.随氢稀释度的减小，薄膜的光学带隙由 1.5eV减小至约1.2eV，而后增大至1.8eV.沉积速率则随氢稀释度的减小先增加后减小，在无氢条件下，无薄膜形成.在最佳氢稀释度条件下，Cl基是促进晶化度提高，晶粒长大的一个主要因素. 关键词： 多晶硅薄膜 微结构 氢稀释 4')" href="#">SiCl₄     

MPEG-4视频中运动背景下的目标检测算法

针对由运动摄像机捕获的MPEG-4视频流中的运动目标检测问题,提出了一种直接利用压缩视频码流进行全局运动估计的新算法.算法从全局运动估计的基础出发,利用背景宏块运动相似性的特点快速建立背景宏块集合并采用常用的四参数全局运动估计模型估计运动参数.最后,计算运动矢量残差,通过对运动矢量残差的筛选检测运动日标.算法利用MPEG-4码流中蕴含的运动信息.不需要对压缩流完全解码,较大地提高了检测效率;进一步改善了检测效果.实验验证了提出的全局运动估计算法的检测效率和检测效果.     

水热法制备MgWO4 及其发光性质

以硝酸镁、钨酸钠为原料,氢氧化钠和硝酸作为pH调节剂,在180~230 ℃水热条件制备纯相的MgWO₄。探讨了水热反应温度对MgWO₄纯相形成以及煅烧温度对其晶型、发光性质的影响。分别用粉末X射线衍射、荧光光谱、扫描电子显微镜和综合热分析等手段对样品进行表征。结果表明,水热法可以直接制得不含结晶水MgWO₄晶体,属于四方晶系,形貌呈片状,厚度约为几个纳米。样品热重分析和高温煅烧的结果表明,水热法所得MgWO₄晶体在850 ℃附近出现晶型转化,由四方晶系转变为单斜晶系,并导致发光性质的明显变化。SEM显示煅烧前的样品形貌为片状,不同温度煅烧后由片状逐渐向棒状转变。     

水热法制备不同形貌和结构的BiVO4粉末

采用水热合成法,选择不同比例的起始原料、反应温度、反应时间、pH值和表面活性剂,制备出不同形貌和结构的BiVO4粉末.采用X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、拉曼、傅里叶红外和紫外-可见吸收光谱技术对产物进行分析表征.结果表明,提高nBi/nV或反应液pH值,可得到纯的单斜晶系白钨矿型BiVO4粉末;水热温度和水热时间的不同则得到不同尺寸和内部结构的BiVO4粉末.另外,不同表面活性剂的加入则主要影响BiVO4的微观形貌.     

XRD法计算4H-SiC外延单晶中的位错密度

对用X射线衍射法计算4H-SiC外延中的位错密度方法进行了理论和实验研究。材料中的位错密度大于106 cm-2会给材料位错密度的测试会带来一定的困难。首先从理论上分析了位错密度对X射线衍射结果的影响,得出位错密度和峰宽FWHM展宽的关系。然后对4H-SiC样品进行了X射线三轴晶ω-2θ测试,采用不同晶面衍射峰,计算出样品的位错密度。分析了外延中位错产生的原因,并提出了相应的解决办法。     

光谱技术与反刍动物甲烷排放的精确监测

目前所公布的反刍动物CH₄排放量仅是一个估计值,因为影响反刍动物CH₄排放的因素较多,使目前所应用的动物CH₄排放监测技术都存在较大的不确定性。被发展起来的监测CH₄排放的方法都不能准确的监测反刍动物CH₄的排放量和动态,不同的测定方法所得结果差异较大,反刍动物CH₄排放的精确监测是一个较难的技术问题。相比而言,光谱技术监测反刍动物CH₄排放是近年来发展较快、测试结果准确的技术手段。采用改进的红外光谱CH₄测量系统,激光技术和近红外光谱传感系统可以实现反刍动物在舍饲条件下及自然放牧状态下CH₄排放动态、排放量的精确监测。因此光谱技术是反刍动物CH₄监测前沿技术,对精确预测动物CH₄排放,提出减排方案具有重要作用。     

水溶性NaYF_4∶Yb/Tm纳米粒子的制备及其上转换发光性质

利用溶剂热法合成了NaYF4:20%Yb,0.5%Tm上转换发光纳米粒子(UCNPs),用扫描电子显微镜、X射线衍射分析、发光光谱测量等手段对水溶性纳米颗粒进行了形貌和发光性质表征。结果表明,UCNPs是纯立方相的NaYF4,尺寸均匀分布在30nm左右。在980nm红外光的激发下,UCNPs能够发出肉眼可见的明亮的蓝紫色光。发射光谱中最强发射峰在479nm,来源于Tm3+离子的1G4→3H6发射,并且给出了UCNPs的上转换发光机制。利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为表面活性剂所制备的上转换发光纳米颗粒具有良好的水溶性,尺寸较小,在生物荧光标记领域具有潜在的应用价值。     

EuVO_4的制备与发光性能的研究

利用固相反应法制备了EuVO4样品,利用X射线衍射,傅里叶红外光谱,激发光谱与发射光谱等测试手段对其粉末的晶型、结构、发光性质进行了研究.XRD结果表明,随着反应温度的升高,V2O5和Eu2O3在600℃左右开始反应,700℃左右反应基本完成,生成物属四方晶系,与EuVO4标准图谱一致,说明固相反应主产物是EuVO4;红外光谱证明,V=O键的伸缩振动变弱,并向低波数移动,O-V-O的反对称伸缩振动明显增强;激发光谱的主要变化是Eu-O电荷迁移带随着反应温度的升高而消失,产生出强度很强的323 nm处的7F0-5H3跃迁;发射光谱结果表明,随着V2O5和Eu2O3向EuVO4转变,最佳激发波长也由275 nm逐渐向323 nm移动,同时出现了467,592和616 nm处的发射峰.它们分别归属于VO3-4的蓝色发射、Eu3+的磁偶极跃迁和电偶极跃迁,实现了同一物质同时产生蓝色荧光和红色荧光,而且VO3-4-对Eu3+的发光有较好的促进作用.     

单甲基化及双乙基化大豆苷元磺酸锰的合成及晶体结构

以大豆苷元为先导化合物,合成了两种水溶性异黄酮磺酸锰：7-甲氧基-4′-羟基异黄酮-3′-磺酸锰（1）和4′,7-二乙氧基异黄酮-3′-磺酸锰（2）,并采用1HNMR、IR光谱、元素分析和X-射线单晶衍射法对它们的结构进行了表征。X-射线单晶衍射分析表明：1的分子组成为[Mn（H2O）6]（C16H11O4SO3）2.10H2O,其中Mn（II）位于对称中心并被6分子水所配位。[Mn（H2O）6]^2＋,C16H11O4SO3-和H2O之间存在多种氢键;2的分子组成为[Mn（H2O）6]（C19H17O4SO3）2.8H2O,两个异黄酮骨架构象不同。6个配位水分子分别与2个异黄酮骨架中磺酸根上的4个氧原子及8个结晶水上的8个氧原子形成12条氢键。1,2的晶体结构中均存在着π…π堆积作用,氢键以及π…π堆积作用共同将1或2组装成具有三维网格结构的超分子。     

显示KTiOAsO4晶体表面缺陷的实验方法研究

用化学腐蚀法和光学显微法对KTiOAsO4晶体缺陷进行了研究。发现不同的腐蚀剂对显示KTiOAsO4晶体的缺陷效果不同,用第一种腐蚀剂磷酸腐蚀后观察到了KTiOAsO4晶体的铁电畴和菱形位错蚀坑,用第二种腐蚀剂氢氧化钾和硝酸钾水溶液观察到了生长条纹、扇形界和钏形位错蚀坑等缺陷。两种腐蚀剂的作用不能相互替代。对这一现象有待于进一步探讨。     

Cr4+在Al2O3多晶体中的光谱性能研究

采用传统无压烧结工艺制备Cr:Al2O3透明多晶陶瓷.测定了其退火前后的吸收光谱和荧光光谱,发现在Al2O3六配位的八面体结构中,Cr4+的荧光发射也处在1100-1600 nm波段的红外区间,荧光发射峰位于1223 nm附近,类似Cr4+在四面体中的发光行为.同时由于氧化铝晶格常数较小,晶体场强较强,使Cr4+:Al2O3荧光发射峰相对其他Cr4+掺杂的晶体发生蓝移.由于Cr4+:Al2O3中Cr4+是位于八面体配位结构中,其荧光发射峰较窄,半高宽Δλ仅为37 nm.