Spin-controlled directional launching of surface plasmons at the subwavelength scale

In this paper, we demonstrate a spin-controlled directional launching of surface plasmons at the subwavelength scale.Based on the principle of optical spin's effect for the geometric phase of light, the nanostructures were designed. The inclination of the structures decides the spin-related geometric phase and their relative positions decide the distance-related phase. Hence, the propagation direction of the generated surface plasmon polaritons(SPPs) can be controlled by the spin of photons. Numerical simulations by the finite difference time domain(FDTD) method have verified our theoretical prediction. Our structure is fabricated on the Au film by using a focused ion beam etching technique. The total size of the surface plasmon polariton(SPP) launcher is 320 nm by 180 nm. The observation of the SPP launching by using scanning near-field optical microscopy is in agreement with our theory and simulations. This result may provide a new way of spin-controlled directional launching of SPP.     

液相微萃取-气相色谱法测定水样中微量酚类污染物

提出了一种静态液相微萃取与气相色谱联用技术测定水样中微量酚类污染物的方法.以苯酚为代表,考察了萃取溶剂种类和用量、搅拌速度、萃取时间、pH值及离子强度对酚类化合物的静态液相微萃取效率的影响.优化的萃取条件为:3.0μL甲苯为萃取剂(对硝基甲苯为内标),搅拌速度150 r·min-1,萃取时间20 min,pH为2.2,离子强度为200 g·L-1氯化钠溶液.在优化的萃取和色谱条件下,苯酚和氯酚的线性范围分别为0.02～20.00 mg·L-1和0.02～10.00 mg·L-1,检出限(3S/N)为0.01 mg·L-1.用此方法分析了一种湖水样品中的酚类污染物,并以此样品为基体进行回收及精密度试验,测得平均回收率为93.7%,相对标准偏差(n=7)为6.3%.     

纳米氢氧化钴原位修饰碳糊电极固-液微萃取及电化学检测辛硫磷

运用纳米氢氧化钴原位修饰碳糊电极微分脉冲伏安(DPV)法检测了辛硫磷。在外加电位下辛硫磷分子被萃取到电极表面,并与纳米氢氧化钴相互作用形成络合物,在-0.489 V处得到1还原峰,且还原峰电流随扫速线性增长,表明电极上的还原过程受吸附控制。吸附过程满足Temkin等温吸附模型。pH与电位的关系表明辛硫磷的还原过程为1电子1个质子反应。运用交流阻抗方法考察了反应过程,并辅以理论计算,表明反应为自发过程,计算结果与循环伏安法一致。采用该体系检测辛硫磷,其还原峰电流与辛硫磷浓度的对数分别在3.333×10~(-13)～3.333×10~(-8) mol/L和3.333×10~(-8)～3.333×10~(-6) mol/L范围内呈线性关系,检出限(S/N=3)可达3.333×10~(-13) mol/L。该方法具有良好的重现性及选择性,用于菠菜中辛硫磷农药的检测,结果满意。     

双能谷效应对N型掺杂Si基Ge材料载流子晶格散射的影响

性能优越的Si基高效发光材料与器件的制备一直是Si基光电集成电路中最具挑战性的课题之一.Si基Ge材料不仅与成熟的硅工艺相兼容,而且具有准直接带特性,被认为是实现Si基激光器最有希望的材料.对Si基Ge材料N型掺杂的研究有利于提示出其直接带发光增强机理.本文研究了N型掺杂Si基Ge材料导带电子的晶格散射过程.N型掺杂Si基Ge材料具有独特的双能谷(Γ能谷与L能谷)结构,它将通过以下两方面的竞争关系提高直接带导带底电子的占有率:一方面,处于Γ能谷的导带电子通过谷间光学声子的散射方式散射到L能谷;另一方面,处于L能谷的导带电子通过谷内光学声子散射以及二次谷间光学声子散射或者直接通过谷间光学声子散射的方式跃迁到Γ能谷.当掺杂浓度界于10~(17)cm~(-3)到10~(19)cm~(-3)时,适当提高N型掺杂浓度有利于提高直接带Γ能谷导带底电子占有率,进而提高Si基Ge材料直接带发光效率.     

Optimization of pick-up coils for weakly damped SQUID gradiometers

The performance of a superconducting quantum interference device(SQUID) gradiometer is always determined by its pick-up coil geometry, such as baseline and radius. In this paper, based on the expressions for the coupled flux threading a magnetometer obtained by Wikswo, we studied how the gradiometer performance parameters, including the current dipole sensitivity, spatial resolution and signal-to-noise ratio(SNR), are affected by its pick-up coil via Mat Lab simulation.Depending on the simulation results, the optimal pick-up coil design region for a certain gradiometer can be obtained.To verify the simulation results, we designed and fabricated several first-order gradiometers based on the weakly damped SQUID with different pick-up coils by applying superconducting connection. The experimental measurements were conducted on a simple current dipole in a magnetically shielding room. The measurement results are well in coincidence with the simulation ones, indicating that the simulation model is useful in specific pick-up coil design.     

有机涂层在浸泡和干湿循环条件下劣化过程的EIS对比研究

应用电化学阻抗谱(EIS)技术以对比法研究了浸泡在3.5%NaCl溶液中的铁基有机涂层在浸泡和干湿循环条件下的劣化过程.干湿循环实验步骤为12h浸泡和12h干燥(298 K、50%RH).结果表明,根据EIS响应特征,浸泡和干湿循环下的涂层劣化过程均可分为3个主要阶段:涂层渗水阶段,基底金属腐蚀发生阶段和基底金属腐蚀发展与涂层失效阶段.与单一浸泡过程相比,干湿循环明显加速了腐蚀反应的发生,但减缓了其渗水、腐蚀发展以及涂层失效劣化过程.根据实验结果,深入讨论了干湿循环加速涂层劣化和涂层下基底金属的腐蚀机理.     

Bi_2O_3改性SiO_2涂层对环己烷超临界裂解结焦和燃烧性能的影响

为抑制碳氢燃料在微通道油道中的表面结焦并提高高温裂解产物的燃烧性能,采用负压抽涂的方法,在微通道不锈钢的内壁分别涂覆了Si O2涂层和以Si O2为载体,掺杂不同添加量Bi2O3助剂的Bi2O3-Si O2系列涂层。选用环己烷,在超临界条件下进行裂解实验,分别评价涂层的抑焦效果和对燃烧性能的影响。结果表明,Si O2涂层能够有效的抑制金属催化结焦,从而提升运行温度和时间;Bi2O3-Si O2系列涂层可以有效提高高温段时对环己烷的裂解活性和选择性,当Bi2O3添加量为10%时,涂层对烯烃的选择性最好,有利于提升裂解产物的高温燃烧性能。     

基于径向剪切干涉仪的三维位移测量技术

本文提出一种基于双圆光栅径向剪切干涉仪的三维位移测量方法,其测量原理是径向剪切干涉仪所形成的莫尔条纹不仅由二维平面内位移决定,轴向位移会在+1和–1级莫尔条纹之间产生一个特定的相移.首先,基于标量衍射理论对双圆光栅径向剪切干涉仪的+1和–1级莫尔条纹强度分布进行推导,建立了三维位移量与莫尔条纹强度分布的精确解析关系;其次,在频谱分析的基础上,利用半圆环滤波器进行空间滤波,实现+1和–1级莫尔条纹的同时成像;然后,提出了从莫尔条纹图中定量提取三维位移的算法,并通过数值模拟进行验证;最后,实验结果验证了该方法测量平面内位移的最大绝对误差为4.8×10^–3 mm,平均误差为2.0×10^–4 mm,轴向位移的最大绝对误差为0.25 mm,平均误差为8.6×10^–3 mm.该方法具有装置简单、测量精度高、非接触、瞬时测量等特点,可实现三维位移的同时测量.     

液相分散程度对气/液/固多相体系腐蚀行为的影响

本文提出用三相线界面区参数描述液相分散程度,研究了三相线界面区阴极过程特征,建立三相线界面区阴极过程模型.并探讨了液相覆盖区阴极极限电流和三相线区状态的相关性,证实了模型计算与实验数据一致性.进而用三相线界面区阴极过程模型分析液相分散程度对大气以及砂土体系腐蚀行为的影响.     

有机涂层失效过程的电化学阻抗和电位分布响应特征

结合使用电化学阻抗谱(EIS)和扫描Kelvin探针(SKP)技术研究了在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的铁基有机涂层劣化过程特征. 结果表明, 根据EIS和SKP的响应特征, 可将涂层劣化过程分为3个主要阶段: (Ⅰ) 涂层渗水阶段. 此时, 涂层渗水阶段的EIS阻抗持续减小, 但保持单容抗弧特征, SKP特征是电位持续降低, 但分布保持均匀; (Ⅱ) 基底金属腐蚀发生阶段. 此时, EIS阻抗快速下降, 并产生第二时间常数; SKP特征为表面电位差增大; (Ⅲ) 基底金属腐蚀发展与涂层失效阶段. 此时, EIS出现扩散尾, SKP电位差保持较大数值. 实验结果表明, 在研究有机涂层劣化过程中, EIS和SKP的结合使用能够互相补充完善, 获得涂层劣化过程中更为准确\, 可靠的变化信息.