偶极矩与选择性分子间引力

选择性分子间引力是指不同分子或同一分子上的两个集团之间的相互作用.两个集团之间的作用比组成两个集团的原子之间作用的总和要大,而且只有当两个集团的电子性质和空间结构都适应时,才表现出较强烈的作用.可以设想,在非极性溶剂中,两种溶质分子之间有无选择性分子间力,对体系的电性质,例如介电常数、摩尔极化度和溶质的平均偶极矩等,将发生不同影响,我们选择了由色谱法证实存在选择性分子间力的十余对分子,通过介电常数的测定和溶质分子平均偶极矩的计算,进一步证实选择性分子间力的存在及产生的影响.     

图形衬底对多周期InGaAs量子点自组装生长的影响

量子点器件技术广泛应用于量子计算和光电器件上.成核位置的均匀性、有序性和尺寸一致性,可以有效提高光电器件性能.为了实现阵列量子点的可控性,本文采用湿法刻蚀制备图形化衬底,理论上解释了铟原子在图形化衬底上成核现象,产生有序的量子点分布特征,发现图形衬底的缺陷诱导在平台边缘和沟壑边缘成核,形成较大的量子点.在Stranski-Krastanow模式下图形衬底制备多周期量子点,发现多周期生长可以弱化台阶结构对量子点分布的限制作用.     

跨膜浓度梯度对渗透压囊泡循环活性的调控

本文通过分析囊泡在膨胀状态与孔隙状态的动力学行为,揭示调控膨胀拉伸能与孔隙势能的内在物理参量.建立递推微分方程的分析模型,该模型提供了膨胀-破裂循环特征量膨胀系数在各个循环中初始跨膜浓度梯度依赖性的定量信息.研究得出,通过增加初始跨膜浓度梯度,可加快膨胀系数增长速率(循环数为1时,初始跨膜浓度梯度增加3倍,膨胀系数增长速率增加2.65倍);随着循环数的增多,膨胀系数的增长由线性转变为非线性.此外,初始跨膜浓度梯度与循环次数密切相关,我们的模型计算预测增加初始跨膜浓度梯度可实现循环次数的增多.研究结果为靶组织以可编程方式释放活性生物治疗剂的发展提供了具有实际意义的理论依据.     

石墨烯纳米孔道内受限水介电常数影响因素的分子动力学模拟

受限水的介电特性对于石墨烯电容器的储能效率有着重大的影响.因此本文使用分子动力模方法,研究了不同石墨烯纳米孔道宽度(0.812～10 nm)下内受限水介电常数的分布及其影响因素.结果表明,在石墨烯纳米孔道内部受限水双电层结构可分为空隙层、界面层和体相层三个部分.其整体的介电常数随孔道大小的降低而线性减少.这是由内部体相层的宽度的降低而导致的.此外电极电压大小和石墨烯-水相互作用参数ε_CO的强弱也会显著改变电极表面的双电层(Electric Double Layers, EDLs)结构.其中电压的增大使得介电常数分布的震荡的程度也随之增加,最终导致了整体介电常数的减小.与之类似,亲水态的石墨烯表面(高ε_CO)下受限水分布的震荡程度也显著增加,这导致了整体介电常数的降低.     

基于时频分帧能量熵的陶瓷制品敲击声波信号特征识别

针对现有陶瓷制品敲击声波信号特征提取方法中提取的特征代表性降低的问题,该文提出结合最大重叠离散小波包变换(MODWPT)和时频分帧能量熵的特征提取方法。首先采用MODWPT将信号分解为4层,再对每个节点的子信号分帧后计算各个节点的时频分帧能量熵,然后根据能量分布特征选择了前6个节点的时频分帧能量熵特征,最后构建随机森林分类器完成识别。将该方法和MODWPT时频分段能量熵、MODWPT归一化能量特征两种方法进行比较。实验结果表明,相比MODWPT时频分段能量熵、MODWPT归一化能量两种特征提取方法,MODWPT时频分帧能量熵能提升特征的代表性,具有更优的陶瓷制品敲击声波信号特征识别性能,其识别的F₁值达到了98.46%,相比上述两种方法分别提升F₁值3.22%、1.86%。     

BeF2分子基态势能函数研究

利用密度泛函理论（DFT）B3LYP/aug-cc-PVTZ方法对BeF和BeF2分子进行计算, BeF分子的基态电子态为X2Σ+,平衡核间距Re=0.1367 nm,BeF2分子最稳定构型为D∞h构型,基态电子态为X1Σg+,离解能De=13.4 eV。利用最小二乘法拟合了BeF分子基态的Murrell-Sorbie势能函数,并得到其光谱数据与力常数。结合全局多体项展式方法,导出了基态BeF2分子基态势能函数的解析表达式,该函数准确反映了BeF2分子的结构以及静态反应特征,这些结果为进一步探索BeF2的微观分子反应动力学提供了基础。     

Improving Data Quality in Traditional Low-Dose Scanning Transmission Electron Microscopy Imaging

It has become very important to study and find optimal conditions for imaging electron-beam (e-beam) sensitive materials in scanning transmission electron microscopy under low electron-dose with high signal-to-noise ratio (SNR). Convergence and collection angles and electron-probe current are essential parameters. However, these parameters have rarely been discussed in a systematic way. In this paper, the illumination and collection conditions are optimized according to the resolution requirement of different materials by adjusting the condenser and intermediate lenses in a commercial transmission electron microscope. To demonstrate the significance of optimizing these parameters, two examples, zeolite MFI and metal–organic framework (MOF) MIL-101, are taken among the sensitive materials, with the most important electron incidences along the [010] and <110> directions, respectively. High SNR atomic resolution images of MFI are obtained with e-beam current as low as 0.50 pA, reaching information transfer for reflection up to 18 0 2 corresponding to d-spacing of 0.11 nm, close to the resolution limit of 0.098 nm from resolvable diffraction limit. MOF MIL-101 is characterized under an even lower e-beam 0.2 pA to avoid severe beam damage. High-quality annular dark and bright field images are obtained, which proves the wide applicability of this method on more e-beam sensitive materials.     

基于二次引导滤波的红外图像增强算法及其FPGA实现

针对红外图像细节模糊、对比度低等问题,提出了一种基于二次引导滤波的红外图像增强算法。首先,将原始红外图像作为引导图像,使用引导滤波提取出红外图像的细节信息;其次,将得到的细节信息再进行一次引导滤波处理提取出噪声更低的细节信息;最后,将原始红外图像和两部分的细节信息进行加权求和,实现红外图像增强。该算法能够提高红外图像对比度,增强红外图像细节信息。实验结果表明：相比于其他增强算法,本文算法增强之后的红外图像平均对比度提高了123%～246%,平均梯度提升了56%～101%,视觉效果获得明显改善,更能突显细节特征。基于可编程逻辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)实现该算法时,占用资源低,处理640×512像素分辨率的单帧红外图像所需时间可达10.12 ms,能满足红外探测系统的实时性要求,具有一定的实用价值。     

形变碳纳米管选择通过性的分子动力学研究

本文采用分子动力学方法, 研究了基团修饰后形变碳纳米管的水分子通过性和离子选择性. 结果表明, 形变碳纳米管的短径与修饰基团的种类、修饰率及修饰位置有关. 不同粗细碳纳米管均存在临界短径, 小于临界短径的形变碳纳米管具有对氯离子和钠离子的选择性, 同时水分子通过速率与本征碳纳米管相比未明显变小. 分析系统平均力势表明, 离子选择性来源于不同短径碳纳米管管口的通过势垒. 对于实际制备中较宽孔径分布的碳纳米管, 可以通过基团修饰等方法调控其短径, 提高其离子选择性.