Local hydrated structure of an Fe2+/Fe3+ aqueous solution: an investigation using a combination of molecular dynamics and X-ray absorption fine structure methods

The hydrated shell of both Fe2+ and Fe3+ aqueous solutions are investigated by using the molecular dynamics (MD) and X-ray absorption structure (XAS) methods. The MD simulations show that the first hydrated shells of both Fe2+ and Fe3+ are characterized by a regular octahedron with an Fe-O distance of 2.08 for Fe2+ and 1.96 for Fe3+, and rule out the occurrence of a Jahn-Teller distortion in the hydrated shell of an Fe2+ aqueous solution. The corresponding X-ray absorption near edge fine structure (XANES) calculation successfully reproduces all features in the XANES spectra in Fe2+ and Fe3+ aqueous solution. A feature that is located at energy 1 eV higher than the white line (WL) in an Fe3+ aqueous solution may be assigned to the contribution of the charge transfer.     

基于Bitaper-LPFG-Bitaper结构的全光纤Mach-Zehnder干涉仪的温度传感特性

提出并制作出一种基于锥体光纤-长周期光纤光栅-锥体光纤结构的全光纤Mach-Zehnder(M-Z)干涉仪传感器,并对其温度传感特性进行了研究.实验结果表明,固定光纤锥体和长周期光纤光栅的结构,仅改变两个光纤锥体之间的距离,对应不同的M-Z干涉谐振峰呈现出不同的温度传感特性:随着两个光纤锥体之间的距离增加,位于短波长处的谐振峰,传感器的温度灵敏度减小,而位于长波长处的谐振峰,传感器的温度灵敏度增加.当传感器长度为16.5 cm时,在1 680 nm附近的温度灵敏度达到0.102 06 nm/℃.实验结果对于锥体光纤-长周期光纤光栅组合型温度传感器的优化设计具有重要参考价值.     

梯度磁场作用下光纤中磁流体光透射特性研究的建模与分析

对光纤中磁流体在梯度磁场作用下的光透射特性进行了研究,提出光纤中磁流体的光透射率变化主要来源于梯度磁场引起的磁流体密度分布变化。根据郎之万函数和流体理论,推导了光纤中磁流体在梯度磁场作用下的密度分布,并根据Beer-Lambert定律,得到磁流体光功率透射衰减和纳米粒子局部密度的关系,从而建立光纤中磁流体在梯度磁场作用下光透射特性的理论模型。进而对光纤中磁流体在不同梯度磁场作用下的光透射功率进行数值分析,得到不同磁场强度和磁场梯度下光纤中磁流体透射功率的变化规律。最后将数值分析的结果和实验数据进行对比,验证了模型的合理性, 同时也验证了梯度磁场作用下磁流体光透射功率的变化主要来源于磁流体密度分布变化的推论。     

电像法求解线电荷与带有半圆柱凸起的接地平板导体形成的电势和电场

利用电像法求解了线电荷与带有半圆柱凸起的接地导体平板形成的电势、电场分布,讨论了导体表面电荷分布特征,并用Matlab软件绘出了等势图.     

低温的获得与测量

低温的获得实验是通过降低恒温器内液氮的蒸气压使液氮达到预期的低温状态.通过实验,得出了液氮蒸气压与温度的关系曲线,并求得二者的拟合方程.该实验拓宽了学生的知识面,提高其学习兴趣.     

蛋白质对纳米铕岛膜表面荧光的增强作用

将经硫辛酸修饰的铕纳米颗粒和蛋白质固定在石英玻璃表面或胶原蛋白隔离的石英玻璃表面,研究蛋白质对纳米铕岛膜荧光的增强作用.研究结果发现,在275nm激发波长下,铕纳米岛膜的荧光光谱与铕纳米颗粒溶液的荧光性质相似,且微量蛋白质的加入可以使铕纳米岛膜的荧光强度增强,但被石英玻璃片吸附后,铕纳米岛膜以及铕-蛋白质体系的荧光发射峰的位置由378.8nm红移至420nm,且胶原蛋白隔离铕纳米岛膜和滴加微量BSA蛋白质的荧光光谱相似,但荧光强度没有发生明显变化.     

基于峰值信噪比和小波方向特性的图像奇异值去噪技术

提出一种利用小波变换子图像不同的方向特性和峰值信噪比进行奇异值分解的图像去噪算法。由于图像经过小波变换后,低频子图像集中了原图像的大部分能量噪声,故仅作简单维纳滤波;而噪声则主要集中在小波域中的三个不同方向的高频子图中,且系数较小,因此可以利用奇异值分解进行去噪处理,即用较大的奇异值和对应的特征向量重构出去噪图像,然而由于奇异值分解固有的行列方向性,对于高频对角线子图重构出的图像去噪效果不理想,故采取旋转至行列方向后再进行常用的奇异值滤波;最后将去噪后的低频和高频子图进行小波反变换重构出最终的去噪图像,其中重构所需的奇异值个数由图像的峰值信噪比确定。 实验结果表明,该方法在有效去噪的同时较好的保留了原有的高频细节信息。     

ICP-MS测定开口箭根茎中的27种金属元素

采用电感耦合等离子体-质谱(ICP-MS)法测定了湖北省长阳县乐园镇产开口箭根茎中27中金属元素的含量.其中13中金属元素V、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、As、Se、Mo、Ag、Cd、Tl、Pb等采用普通模式检测,14种金属元素Li、Be、B、Mg、Al、Co、Ni、Ga、Rb、Sr、Te、Ba、Bi、U等采用碰撞/反应池技术(CCT)模式测定,以消除样品溶液中潜在的干扰.实验条件下,Co、Ni、Cr、Zn、Se、Mo、Ag、Pb等8种金属元素未检出.方法检出限Fe为9.789ng/mL、Cr为2.691ng/mL,Zn为1.803ng/mL,B为2.076ng/mL,Mg为1.977ng/mL,Al为3.024ng/mL,Ni为1.824ng/mL,其它元素为0.003-0.921ng/mL,精密度的RSD为0.164％-9.933％,加标回收介于90.0％-110.0％之间.     

微纳米电子器件散热过程中的物理问题

微纳米电子器件的散热问题是目前制约半导体工业发展的重要瓶颈.将电子器件工作时产生的热量传输到封装外壳后再耗散到环境中去需要好几个步骤,每个步骤需要不同的方法,其中有些步骤涉及到了固体中的界面热传导问题和高性能导热材料.文章先介绍了近期关于微纳米尺度器件散热问题中碰到的热传导问题在理论和实验两方面的研究进展.在热传导理论和计算方法方面,作者讨论了傅里叶定律在微纳米尺度的适用性,介绍了玻尔兹曼方程、分子动力学模拟和格林函数方法.在热传导实验方面,介绍了用扫描热显微镜测量样品表面温度和用超快激光反射法测量薄膜材料的热导率及其界面热阻.然后介绍了界面热传导问题,包括界面热阻的计算以及电子—声子相互作用对界面热阻的影响.最后作者介绍了关于高性能导热材料方面的最新进展,包括碳基导热材料、晶格结构类似于石墨烯的氮化硼材料、高分子有机材料以及界面热阻材料.     

柱形分布的电荷产生的电势

将无限长线电荷看成二维平面上的一个“源”,利用电势叠加原理计算了无限长柱形均匀分布的电荷产生的电势.这些柱体的截面电荷分布包括可解析表示和不可求解表示两种,后者可以通过数值计算给出结果.因此这种方法实际上可以计算任意截面柱形电荷分布的电势.通过计算,展示了各种电荷分布所产生电场的特性和共同特征.