Giant Goos–Hnchen shifts of waveguide coupled long-range surface plasmon resonance mode

A hybrid structure based on a planar waveguide(PWG) mode coupling a long-range surface plasmon resonance(LRSPR) mode is proposed to enhance the GH shift. Both the PWG mode and LRSPR mode can be in strong resonance, and these two modes can be coupled together due to the normal-mode splitting. The largest GH shift of PWG-coupled LRSPR structure is 4156 times that of the incident beam, which is 23 times and 3.6 times that of the surface plasmon resonance(SPR) structure and the LRSPR structure, respectively. As a GH shift sensor, the highest sensitivity of 4.68 × 10~7λ is realized in the coupled structure. Compared with the sensitivity of the traditional SPR structure, the sensitivity of our structure is increased by more than 2 orders, which theoretically indicates that the proposed configuration can be applied to the field of high-sensitivity sensors in the future.     

压力和酸响应的四苯乙烯修饰喹喔啉类荧光染料的合成与性质研究

合成了新的给受体型四苯乙烯修饰的喹喔啉衍生物BTPQ、DBTPQ和BTBQ.三个化合物表现出不同程度的聚集诱导发光(AIE)行为,当BTBQ (四苯乙烯单元修饰在喹喔啉的2,3-位)的四氢呋喃溶液中含水量达到90%时,其荧光发射强度增加至原来的54倍.此外,固体BTBQ在三氟乙酸蒸气作用下可由淡黄色变成红色,且其蓝绿色荧光被显著猝灭,可见,它可作为传感材料用于酸蒸气的可视化检测.由于连接在喹喔啉5,8-位上的四苯乙烯单元的空阻作用导致BTPQ和DBTPQ不易被质子化,因此,二者对酸不敏感,但是,它们的固态发光颜色在研磨前后发生了明显变化,如,BTPQ在结晶态时发射蓝色荧光,经研磨变成无定形态后,发射蓝绿色荧光, BTPQ和DBTPQ的压致荧光变色行为在研磨、加热/溶剂熏蒸处理下具有可逆性.     

FeO(OH)-TiO2/CoPi复合光阳极的制备及其光电催化氧化水性能

采用溶胶-凝胶法制备了TiO₂ 纳米晶, 并通过浸渍技术在其表面引入了FeO(OH). 采用紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱确定了引入FeO(OH)的最佳Fe³⁺浓度. 通过电化学法在FeO(OH)-TiO₂光阳极上沉积了催化水分解制备氧气的钴基催化剂(CoPi), 得到了FeO(OH)-TiO₂/CoPi 复合光阳极. 利用透射电镜(TEM), 高分辨透射电镜(HRTEM), X射线衍射(XRD), 扫描电镜(SEM)对TiO₂纳米晶, FeO(OH)-TiO₂以及FeO(OH)-TiO₂/CoPi复合光阳极进行了表征, 采用电化学和光电化学技术研究了中性条件下FeO(OH)-TiO₂/CoPi 复合光阳极的光电催化分解水性能. 结果表明, TiO₂纳米晶为梭形的锐钛矿, 其表面修饰的FeO(OH)为针铁矿型, 且当前驱体溶液中Fe³⁺与TiO₂的质量比为0.05%时得到的FeO(OH)-TiO₂具有最佳的光吸收效果. 形成FeO(OH)-TiO₂/CoPi复合光阳极后, 在光照条件下CoPi 电催化分解水制备氧气的过电位显著降低. TiO₂表面FeO(OH)的引入增加了光阳极对可见光的吸收能力, 同时光阳极表面沉积的CoPi有效地利用了FeO(OH)-TiO₂产生的光生空穴, 将水氧化形成氧气, 从而在光照条件下显著提高了CoPi催化氧化水的效率.     

惠更斯作图法分析双折射中e光的反常现象

在单轴晶体双折射中,e光会发生一些反常的折射现象如负折射、e光离散角、全反射现象等.与文献中普遍所采用的基于平面光波在晶体中传播的电磁理论特性求解的过程不同,本文则以更为直观的惠更斯作图法为出发点,利用几何求解,得出负反射临界角、e光离散角、全反射临界角,并加以说明和讨论.     

N,N-二(8-羟基-5-喹啉甲基)甘氨酸乙酯的量子化学研揪

运用分子轨道理论中的半经验AM1、PM3方法和Hartree-Fock从头算方法,通过能量梯度全优化率先计算了新近合成的化合物N,N-二(8-羟基-5-喹啉甲基)甘氨酸乙酯的平衡几何构型、电子结构以及生成热、偶极矩等分子基本性质,并联系经典有机电子结构理论进行讨论.三种方法得到的结构参数基本一致,和实验测量的晶体结构符合较好.在稳定构型基础上,用AM1方法进行正则振动频率分析,得到C-C双键、C-N单双键、C-O单双键和羟基OH的振动基频,和实验测得的红外光谱特征峰吻合较好.     

LaF分子基态X~1Σ~ 分析势能函数计算

用原子分子反应静力学原理导出LaF分子可能的电子状态和离解极限。在相对论有效核芯势RECP(RelativisticEffectiveCorePotential)近似下 ,用密度泛函理论中的B3LYP方法优化了LaF分子单、三重态平衡几何结构 ,计算了基态X1Σ 的振动基频和离解能。在计算出来的一系列单点势能基础上 ,用非线性最小二乘方法拟合出基态Murrell Sorbie势能曲线 ,得到分析势能函数 ,由此计算出相应光谱常数ωe、Be、αe、ωeχe的理论值并和实验测量的振转光谱比较 ,结果非常吻合。另外还比较了用两种不同有效势得到的分析势能函数和光谱参数 ,以能量一致相对论有效势ECEP(EnergyCosistentRelativisticEffectivePotential)得到的结果最好。     

基于超导电路的奥特-汤恩斯分裂效应

基于约瑟夫森结的超导量子比特是一个宏观的人工原子,通过微纳米加工的方法,可以改变人工原子的基本参数.三维Transmon量子比特是目前已知退相干时间较长的一种量子比特,该量子比特通过电容的方式与三维超导谐振腔进行耦合,是一个人造的原子与腔场耦合系统,可对原子物理、量子力学、量子光学、腔量子电动力学的各种效应进行实验验证.本文制备并实现了3D Transmon量子比特,通过Jaynes-Cummings方法寻找到了区分基态、第一激发态和第二激发态的最佳读出功率,对共振条件下和非共振条件下的奥特-汤恩斯分裂效应进行了测试表征,得到的测试结果与理论结果相符.     

行星际航行的霍曼轨道

作行星际航行时,飞船沿着与两行星(地球和目的地行星)轨道相切的椭圆运行,所需要的能量最省(即所需出发速度最小),这一轨道称为霍曼轨道,它是因为德国空间航行的先驱者瓦尔特·霍曼(Walter Hohmann)而得名的.近年来发射的不少行星际飞船,其轨道都与这种所谓最佳航线相近.由于若干常见的力学教程[1],[2]曾提及这一问题,本文准备对此给出一个简单的分析. 为研究方便起见,作如下简化; 1.飞船是被火箭加速的.由于火箭的燃料燃烧极快,因而这一加速过程将在极短的时间内完成,而后飞船进入轨道.此时飞船之速度即为出发速度,飞船具有的能量为总能E…     

N-杂环卡宾: 一种多用途有机小分子催化剂

近年来, N-杂环卡宾化学引起了化学家们广泛的研究兴趣, 这一切主要归功于Arduengo等的杰出工作, 在1991年他们首次成功分离得到了第一个稳定的N-杂环卡宾——咪唑-2-碳烯. 这推动了N-杂环卡宾化学的飞速发展. 尽管N-杂环卡宾作为配体在金属有机化学中已经被广泛研究, 然而, 对N-杂环卡宾作为反应底物和有机小分子催化剂的研究还有待进一步深入. N-杂环卡宾作为有机小分子催化剂在有机反应中的应用及其研究进展, 引起有机化学家对N-杂环卡宾化学这一热点领域的更多关注.