磁性纳米Fe3O4制备及在酵母RNA提取分析中的应用

磁珠法提取核酸是新冠病毒核酸检测的关键一环。基于此，以安全无毒的酵母RNA为对象，开发了一个涉及多学科化学知识交叉的综合实验，包括Fe₃O₄纳米磁珠制备与表征、RNA提取方法建立与机制探究、实际样品应用等。本实验既能锻炼学生综合运用化学知识和实验手段解决实际问题的能力，又能引导学生关注公共事件，培养其社会责任感。     

Manipulation of nonreciprocal unconventional photon blockade in a cavity-driven system composed of an asymmetrical cavity and two atoms with weak dipole-dipole interaction

We present a work of manipulating collective unconventional photon blockade (UCPB) and nonreciprocal UCPB (NUCPB) in a cavity-driven system composed of an asymmetrical single-mode cavity and two interacting identical two-level atoms (TLAs). When the atoms do not interact directly, the frequency and intensity restrictions of collective UCPB can be specified, and a giant NUCPB exists due to the splitting of optimal atom-cavity coupling strength in proper parameter regime. However, if a weak atom-atom interaction which provides a new and feeble quantum interference pathway to UCPB is taken into account, two restrictions of UCPB are combined complexly, which are rigorous to be matched simultaneously. Due to the push-and-pull effect induced by weak dipole-dipole interaction, the UCPB regime is compressed more or less. NUCPB is improved as a higher contrast is present when the two complex UCPB restrictions are matched, while it is suppressed when the restrictions are mismatched. In general, whether NUCPB is suppressed or promoted depends on its working parameters. Our findings show a prospective access to produce giant quantum nonreciprocity by a couple of weakly interacting atoms.     

TiO2/石墨烯复合材料的合成及光催化分解水产氢活性

利用石墨粉根据Hummers氧化法制得氧化石墨,并进一步还原得到石墨烯。采用溶胶-凝胶法以钛酸四丁酯和石墨烯为起始材料制备了二氧化钛(TiO₂)和石墨烯的复合光催化材料。研究了该复合材料在紫外-可见光以及可见光条件下的光催化分解水制氢活性。结果表明,紫外-可见光照射下,TiO₂/石墨烯复合光催化材料的光催化分解水产氢速率为8.6 μmol·h^-1,远大于同条件下商业P25的产氢速率 (4.5 μmol·h^-1),光解水产氢活性提高了近2倍;可见光下光照3 h,TiO₂/石墨烯复合材料的光催化分解水产氢量约为0.2 μmol。     

利用荧光屏探测器质谱方法研究邻位二氯苯的电子贴附解离

我们在自制的负离子速度成像装置上发展了负离子质谱技术。测量获得了电子贴附解离邻位二氯苯产物Cl^-;的0.2至8 eV效率谱,并且在两个峰位1.2和6.0 eV 测量了其切片速度影像。     

运用模匹配法设计高功率高效率多模馈源

 在高功率微波天线系统中,要求馈源具有高功率容量和良好的辐射特性,内壁光滑的变张角结构多模馈源能够满足这一要求。在单级模匹配理论的基础上,给出了多个突变结构级联S参数矩阵的实现方法,并编制了数值计算程序。运用程序分析了各种不同结构光壁喇叭馈源,得到了其中各个模式之间的耦合关系及其口面辐射特性的变化。在大量计算的基础上,得到了Φ400 mm口面直径的高功率高效率多模馈源设计方案,理论功率容量大于1.5 GW,同时具有良好的轴对称辐射特性。实验与理论分析结果具有良好的一致性。     

二氧化碳分子的电子贴附解离

本文综述了我们在二氧化碳分子电子贴附解离动力学实验研究方面的进展. 首先,介绍电子贴附解离基本概念并列举二氧化碳研究已有的结果. 其次,研制相关仪器,特别是近两年来发展的高分辨装置. 再次,利用上述装置,我们系统开展了二氧化碳电子贴附解离动力学实验研究,并与他人的研究进行了分析比较. 最后,对火星原地制氧和二氧化碳催化转化等方面的潜在应用进行讨论并展望.     

超导共面波导谐振腔耦合与串扰特性仿真

通过仿真对超导共面波导谐振腔的耦合与串扰进行了研究;建立了直线和不同形状蜿蜒线的超导共面波导谐振腔模型,通过对比分析,选择了合理的配置;仿真了间隙和不同长度的叉指形式的输入输出耦合电容,得到谐振频率和品质因数随其大小的变化规律;仿真了双腔之间的距离、腔的输入输出耦合电容以及腔间附加耦合电容对串扰的影响。     

基于腔光力学系统的全光三极管的压缩特性

全光二极管和全光三极管是实现全光逻辑器件的基础.我们之前已经研究了基于腔量子电动力学的全光二极管的量子统计性质~([1]),讨论了在相干光和压缩光入射的情况下,通过二极管后输出光的压缩性质.这里将研究拓展到全光三极管,以基于腔光机械系统的全光三极管作为研究对象.这种全光三极管通过改变经典抽运光的强度可以对探测光的输出进行有效调控,并可实现光放大.本文具体讨论以压缩光以及相干光作为探测光,通过全光三极管后其输出光的压缩特性.研究结果表明,当探测光为相干光时,不论是否工作在光放大区域,输出光依然为相干光,没有被压缩.而当输入探测光为压缩光时,在全光三极管的光放大区域,输出光依然是压缩光,但压缩特性受到输入光压缩特性以及系统参数的调制.当输入探测压缩光的压缩角为0时,输出光的压缩参量S_1的最小值随输入探测光压缩系数r的增大而减小,最小值接近压缩极限-0.25.但当输入探测压缩光的压缩角改变时,其对输出光的压缩参量S_(1,2)影响很大,压缩性会消失.只有当压缩角θ为π的整数倍时,输出光的压缩性最好.这一结果在量子测量、弱信号检测等领域有着潜在的应用价值.     

三明治结构电子阻挡层中势阱深度对LED性能的影响

在LED中引入了Al0.1Ga0.9N-Al x Ga1-x N-Al0.1Ga0.9N多层电子阻挡层,并讨论结构中插入的势阱深度(即中间层Al x Ga1-x N的Al组分"x")的变化对LED性能带来的影响。研究发现,具有三明治结构电子阻挡层(EBL)的LED比传统LED具有更好的发光特性,并且其性能与电子阻挡层中的势阱深度密切相关。究其原因,一是由于电子阻挡层内部不同程度的晶格失配而引入的极化电场引起了电子阻挡层的有效势垒高度的不同;二是在于电子阻挡层中的势阱所产生的空穴聚集效应也会随着势阱深度的变化而变化。故而使得空穴注入效率和电子阻挡层对电子的限制作用在不同势阱深度的LED样品中有所不同。