基于修正简化模式法的熔融石英光栅分束器设计

对用于光栅优化设计初值估计的简化模式法(SMM)进行了修正。考虑介质光栅的反射对透射率的影响,从多层膜等效的角度结合模式理论,推导出介质光栅的透射效率公式,实现了对SMM的修正。计算结果表明,与SMM相比,修正后的方法与严格耦合波(RCWA)的计算偏差大大缩小,TE和TM波都小于2%。因此相对于只能提供设计参数优化初值的SMM,该方法可对光栅参数进行优化;与RCWA相比,该方法将透射光栅的衍射效率表达成模式的相位差偏移和光栅与空气导纳之差引起的反射,更直观地展示了光栅衍射的物理过程。基于此修正的简化模式法(MSMM),优化设计了一个双端口光栅分束器,该光栅在1020~1100nm波段,TE波和TM波的0级和-1级透射效率都在50%左右,具有较好的分束效果。     

利用Offner光学系统进行图像恢复和光学检测

设计了一种Offner光学系统,用于基于相位差异技术的图像恢复和光学系统波像差的辅助检测。该Offner光学系统采用同轴抛物面反射镜作为Offner反射镜,以高速CCD相机和Shack—Hartmann波前探测器作为接收元件,能完好地消除复色光源在图像恢复过程中带来的色差;设计的RMS波像差小于a／50（A=632．8nm）,结构简单,容易实现。利用该系统分别以分辨率板和光纤光源为目标进行了图像恢复实验,经过恢复后的图像分辨率提高了19％。此外,利用该系统,采用相位差异算法解算了系统波像差,并与Shack—Hartmann波前探测器的测量结果进行了比较。比较显示两者的RMS波像差测量值相差5％,证明该系统同样能够进行光学波前检测。     

First-principles study of He trapping in η-Fe_2C

The distribution of He in η-Fe_2C has been studied by first-principles calculations.The formation energies of interstitial He and substitutional He(replacing Fe) are 3.76 eV and 3.49 eV,respectively,which are remarkably smaller than those in bcc Fe,indicating that He is more soluble in η-Fe_2C than in bcc Fe.The binding potencies of both a substitutionalinterstitial He pair(1.28 eV) and a substitutional-substitutional He pair(0.76 eV) are significantly weaker than those in bcc Fe.The binding energy between the two He atoms in an interstitial-interstitial He pair(0.31 eV) is the same as that in bcc Fe,but the diffusion barrier of interstitial He(0.35 eV) is much larger than that in bcc Fe,suggesting that it is more difficult for the interstitial He atom to agglomerate in η-Fe_2C than in bcc Fe.Thus,self-trapping of He in η-Fe_2C is less powerful than that in bcc Fe.As a consequence,small and dense η-Fe_2C particles in ferritic steels might serve as scattered trapping centers for He,slow down He bubble growth at the initial stage,and make the steel more swelling resistant.     

A k·p analytical model for valence band of biaxial strained Ge on（001） Si1-xGex

In this paper,the dispersion relationship is derived by using the k·p method with the help of the perturbation theory,and we obtain the analytical expression in connection with the deformation potential.The calculation of the valence band of the biaxial strained Ge/（001）Si1-xGex is then performed.The results show that the first valence band edge moves up as Ge fraction x decreases,while the second valence band edge moves down.The band structures in the strained Ge/（001）Si 0.4 Ge 0.6 exhibit significant changes with x decreasing in the relaxed Ge along the [0,0,k] and the [k,0,0] directions.Furthermore,we employ a pseudo-potential total energy package（CASTEP） approach to calculate the band structure with the Ge fraction ranging from x = 0.6 to 1.Our analytical results of the splitting energy accord with the CASTEP-extracted results.The quantitative results obtained in this work can provide some theoretical references to the understanding of the strained Ge materials and the conduction channel design related to stress and orientation in the strained Ge pMOSFET.     

常压干燥法制备气凝胶的研究进展

气凝胶是一类轻质、低密度的三维纳米多孔固态材料,因其独特的高孔隙率、高比表面积和低导热系数等特性,使其在吸附、催化、保温隔热和隔音等诸多领域具有广泛的用途,目前其相关研究在材料科学领域受到了广泛的关注。气凝胶的制备主要包括溶胶-凝胶过程和湿凝胶干燥两个步骤,湿凝胶的干燥是制备气凝胶过程中至关重要而又较为困难的一步。传统的气凝胶通过超临界干燥制备,工艺复杂、成本高,而且由于干燥过程在高温高压条件下进行,有一定的危险性并且不适宜大规模生产,因此如何通过常压干燥获得高比表面积、高孔隙率、低密度的性能优异的气凝胶是其研究的重要方向之一。本文简要介绍了湿凝胶的制备以及凝胶干燥理论,详细介绍了近年来常压干燥方法气凝胶制备的研究进展,并对其未来发展前景做出了展望。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定陶瓷色釉料中稀土元素

为了防止稀土的低附加值滥用,控制陶瓷色釉料中的稀土含量尤为重要,本方法为制订出入境检验检疫行业标准《陶瓷色釉料中稀土总量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法》提供可靠依据。由于陶瓷色釉料极其稳定的化学性质,因此不能采用传统的消解方法进行样品前处理,本文提出了用改进后的氢氧化钠和过氧化钠体系高温碱熔陶瓷色釉料,再用电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Y 15种稀土元素总量的方法。在陶瓷色釉料的消解方法、待测元素波长的选择和基体干扰校正方面进行重点研究。选取具有代表性的陶瓷色釉料样品进行回收率、精密度及重现性试验,测得方法的回收率在94.7%~102.7%,精密度小于2.7%,重现性小于4.3%。计算了15种稀土元素的检出限均小于0.51 mg·kg-1。     

基于P2 Mo18O6-62@Tb3+溶液可逆变色-荧光开关性质对维生素C和H2O2的光谱检测

基于变色多酸P₂Mo₁₈{\mathrm{O}}_{62}^{6-}与绿光Tb³⁺之间的功能互补及分子间能量转移的原理, 在维生素C(VC)的还原下, P₂Mo₁₈{\mathrm{O}}_{62}^{6-}@Tb³⁺溶液由浅黄色变为蓝色, 发生荧光猝灭; 相反, 在H₂O₂氧化下, 溶液的蓝色褪去, 荧光得以恢复, P₂Mo₁₈{\mathrm{O}}_{62}^{6-}@Tb³⁺溶液呈现出可逆的化学响应变色及荧光开关性质. 利用紫外-可见(UV-Vis)及荧光(PL)光谱法对VC浓度进行定量检测, 分别以800 nm处的吸光度和 547 nm处荧光强度的对数值对VC浓度作图, 获得光谱法对VC检测的线性方程, 检出限分别为3.40×10^-3和0.21 μmol/L; 利用UV-Vis及PL动力学方法对VC和H₂O₂检测的响应速度进行了考察, 响应时间分别为52和320 s; 通过UV-Vis光谱及动力学方法考察了VC检测的选择性及可重复使用性.     

稀土在机动车尾气催化净化中的应用与研究进展

随着我国机动车尾气排放法规日趋严格,对机动车尾气净化催化剂性能提出了更高的要求.稀土元素由于独特的4f电子层结构和储放氧性能等特性,在机动车尾气催化剂中得到广泛应用.本文综述了稀土元素在机动车尾气催化剂中的应用及相关机理研究现状,并依据京V排放法规要求探讨了最新排放限值对尾气净化催化剂性能的要求,分析了稀土在开发高性能催化剂中的作用,并对稀土在机动车尾气净化催化剂中的应用前景进行了展望.     

没食子酸磁性表面分子印迹聚合物的制备与选择性识别性能

羟基苯甲酸类化合物用途广泛,极性较强,在复杂水溶液体系中这些类似物的分离纯化与分析非常困难。 本文以磁性Fe₃O₄纳米颗粒为载体,没食子酸(GA)为模板分子,制备了磁性表面分子印迹聚合物(MIP)。 利用透射电子显微镜、红外光谱、磁强测定等检测手段对MIP进行了结构表征。 并对其吸附性能进行研究,比较了该MIP对GA及其它3种结构类似物的吸附性能差异。 结果表明,制备的以GA为模板的磁性分子印迹聚合物为核壳球形结构,键合牢固,对GA的吸附动力学符合准二级动力学方程模型,吸附过程属于Langmuir单分子层吸附。 该聚合物对GA表现出优异的选择性识别能力,其吸附量(318 K时37.736 mg/g)远远高于结构类似物。 该磁性分子印迹聚合物对模板分子不仅具有特异识别能力,而且能够磁控分离,分离效率高,可用于固相萃取。