基于连续量子级联激光器的1103.4cm–1处NH3混叠吸收光谱特性研究

由于NH3在大气气溶胶化学中具有重要作用,所以快速和精确反演NH3浓度对环境问题非常重要.本文以9.05μm的室温连续量子级联激光器(quantum cascade laser,QCL)作为光源,采用波长扫描直接吸收可调谐二极管激光吸收光谱(tunable diode laser absorption spectroscopy,TDLAS)技术,研究了QCL在1103.4 cm–1的光谱特性,获得了激光器控制的温度电流与波长的关系.设计了QCL二级温控的低压实验平台,测量氨气在1103.4 cm–1处的6条混叠吸收线,在降低压强的情况下谱线展宽变小,使混叠光谱分离,由此计算各条吸收线的线强,进一步对测量不确定度进行分析.针对混叠严重的光谱提出了低压分离单光谱精确反演气体浓度的方法,并进行了实验验证.通过与HITRAN数据库进行结果对比,得出氨气在1103.4 cm–1的实验测量线强值与数据库偏差为2.71%-4.71%,实验测量线强值的不确定度在2.42%-8.92%,极低压条件下反演浓度与实际值的偏差在1%-3%.     

氨基酸官能团的太赫兹振动模式研究

对比于氨基酸的红外分析法,太赫兹波的电子能量更低,可实现无损检测。氨基酸分子内原子振动、分子间氢键的作用、以及晶体中晶格的低频振动均处于太赫兹波段,使其在太赫兹波段具有吸收峰,且不同的氨基酸分子太赫兹吸收峰不同,故可用氨基酸在太赫兹波段的这种“指纹特性”实现氨基酸类物质的定性分析。量子化学分析方法可以应用量子力学的基本原理和方法,研究稳定和不稳定分子的结构、性能及其之间的关系,还可以针对分子与分子间的相互作用、相互碰撞及相互反应等问题进行研究。通过量子化学计算方法计算氨基酸分子的太赫兹吸收谱,可以为氨基酸分子的太赫兹吸收峰匹配分子振动模式,对氨基酸定性分析有一定参考性与指向性,并为实验获取的样品太赫兹时域光谱提供理论支撑,在实验获得太赫兹吸收谱的基础上进行量子化学计算,还能为实验结果进行验证。首先利用太赫兹时域光谱技术获取了谷氨酰胺、苏氨酸、组氨酸的太赫兹吸收谱,分别构建这三种氨基酸样品在实物中以两性离子形式存在的单分子构型,利用量子化学计算方法在完成结构优化后进行太赫兹吸收谱模拟计算。计算结果表明三种氨基酸单分子的太赫兹吸收谱计算结果与实验获取的太赫兹吸收谱差异较大,但在高频段吸收峰峰位基本吻合。通过GaussView分别查看了这三种氨基酸分子在太赫兹段内的吸收峰对应频率处的振转情况,发现在高频段内三种氨基酸分子官能团均只发生转动而未见振动,并且转动模式基本一致。通过对氨基酸官能团的太赫兹吸收谱进行量子化学计算,将官能团在高频段内吸收峰对应频率处的振转模式与三种氨基酸分子在该段内吸收峰对应频率处的振转模式做了对比。研究表明,在氨基酸单分子构型下由量子化学方法计算所得的太赫兹吸收谱中,高频段内计算得出的模拟吸收峰与实验获取的太赫兹吸收峰基本吻合;振转模式分析发现,谷氨酰胺、苏氨酸、组氨酸在太赫兹高频段内的氨基酸官能团振转模式相同,三种氨基酸分子在高频段内的吸收峰主要来源于氨基酸官能团。因此,结合量子化学计算与太赫兹吸收谱可以实现氨基酸类物质的定性分析。     

基于长短时记忆神经网络的能谱核素识别方法

针对新兴的能谱核素识别方法在混合放射性核素的噪声环境中存在识别速度慢、准确率较低等问题,提出了基于长短时记忆神经网络（LSTM）的能谱核素识别方法。实验使用溴化镧（LaBr₃）晶体探测器,分别对环境中⁶⁰Co、¹³⁷Cs放射性源分组测量得到能谱数据集,首先使用数据平滑方法和归一化方法进行数据预处理,然后将能谱数据按时间序列分组以获得可用的输入序列数组,最后训练LSTM模型得到预测结果。通过基于BP神经网络和卷积神经网络（CNN）的两个能谱识别模型进行对比,得到在测试集中平均识别率分别为83.45%和86.21%,而LSTM能谱识别模型平均识别率为93.04%,实验结果表明,该能谱模型在核素识别效果中表现较好,可用于快速的能谱核素识别设备上。     

介质材料二次电子发射特性对微波击穿的影响

以介质填充的平行板放电结构为例,本文主要研究了介质填充后微波低气压放电和微放电的物理过程.为了探究介质材料特性对微波低气压放电和微放电阈值的影响,本文采用自主研发的二次电子发射特性测量装置,测量了7种常见介质材料的二次电子发射系数和二次电子能谱.依据二次电子发射过程中介质表面正带电的稳定条件,计算了介质材料稳态表面电位与二次电子发射系数以及能谱参数的关系.在放电结构中引入与表面电位相应的等效直流电场后,依据电子扩散模型和微放电中电子谐振条件,分别探讨了介质表面稳态表面电位的大小对微波低气压放电和微放电阈值的影响.结果表明,介质材料的二次电子发射系数以及能谱参数越大,介质材料的稳态表面电位也越大,对应的微波低气压放电和微放电阈值也越大.所得结论对于填充介质的选择有一定的理论指导价值.     

Experimental and numerical study of the propagation of focused wave groups in the nearshore zone

The propagation of focused wave groups in intermediate water depth and the shoaling zone is experimentally and numerically considered in this paper. The experiments are carried out in a two-dimensional wave flume and wave trains derived from Pierson-Moskowitz and JONSWAP spectrum are generated. The peak frequency does not change during the wave train propagation for Pierson-Moskowitz waves; however, a downshift of this peak is observed for JONSWAP waves. An energy partitioning is performed in order to track the spatial evolution of energy. Four energy regions are defined for each spectrum type. A nonlinear energy transfer between different spectral regions as the wave train propagates is demonstrated and quantified. Numerical simulations are conducted using a modified Boussinesq model for long waves in shallow waters of varying depth. Experimental results are in satisfactory agreement with numerical predictions, especially in the case of wave trains derived from JONSWAP spectrum.     

The structural,electronic and magnetic properties of Ag4M and Ag4MCO (M = Sc–Zn) clusters

The structures, spectra and electronic and magnetic properties of Ag₄M and Ag₄MCO (M?=?Sc–Zn) clusters have been studied using density functional theory and CALYPSO structure searching method. Structural searches show that M atoms except Zn tend to occupy the highest coordination position in the ground state Ag₄M and Ag₄MCO clusters. Carbon monoxide is most easily adsorbed on Ag atom of Ag₄Zn and M atom of other Ag₄M. Infrared and Raman spectra, photoabsorption spectra and photoelectron spectra of Ag₄M and Ag₄MCO clusters are forecasted and can be used to identify these clusters from experiment. Analysis of electronic properties indicates that the adsorption of CO on Ag₄M clusters changes the zero vibrational energy (ZPVE) and increases stability of the host clusters. Dopant atoms except for Zn improve the stability of silver cluster. The Ag₄Ni cluster shows high chemical activity and maximum adsorption energy for carbon monoxide. Magnetism calculations reveal that the magnetic moment of Ag₄M (M?=?Mn–Ni) cluster adsorbed by carbon monoxide is decreased by 2 μ_B. The change of magnetic moment makes it possible to be used as a nanomaterial for carbon monoxide detection. Simultaneously, it is found that the adsorption of CO on Ag₄Cu cluster is a physical adsorption.     

基于器件结构提高TADF-OLED器件的发光性能

为了提高以TADF材料作为主体、天蓝色荧光材料作为客体的混合薄膜的OLED器件光电性能,我们调整了器件结构,使主体材料发挥其优势。制备了基本结构为ITO/NPB(40 nm)/DMAC-DPS∶x%BUBD-1(40 nm)/Bphen(30 nm)/LiF(0.5 nm)/Al的OLED器件。研究了主-客体材料在不同掺杂浓度下的OLED器件的光电特性。为了提高主体材料的利用率,在空穴传输层和发光层之间加入10 nm的DMAC-DPS作为间隔层;然后,在阳极和空穴传输层之间加入HAT-CN作为空穴注入层,形成HAT-CN/NPB结构的PN结,有效降低了器件的启亮电压(2.7 V)。测量了有无HAT-CN的单空穴器件的阻抗谱。结果表明,在最佳掺杂比例(2%)下,器件的外量子效率(EQE)达到4.92%,接近荧光OLED的EQE理论极限值;加入10 nm的DMAC-DPS作为间隔层,使得器件的EQE达到5.37%;HAT-CN/NPB结构的PN结有效地降低了器件的启亮电压(2.7 V),将OLED器件的EQE提高到5.76%;HAT-CN的加入提高了器件的空穴迁移率,降低了单空穴器件的阻抗...     

Use of threshold activation technique in estimating energy distributions of accelerator produced neutrons

A study of effective implementation of threshold activation technique for neutron spectral analysis in the environment of an alpha-cyclotron target is presented. The activation data are analysed using LOUHI-82 code. Optimal choices of the regularization parameters of the code are studied and discussed. Energy distribution of neutrons emitted from thick targets of Be, C and Ta irradiated by 40–45 MeV alphas is discussed.     

Cu_2O室温电调制反射激子光谱

本文用电解液电调制反射谱方法;研究了室温下Cu_2O的青系蓝系激子谱.实验结果用最小二乘法对Aspens的理论进行了曲线拟合.将拟合结果与低温和室温下的反射、吸收谱数据进行比较,得到在电解液电反射谱中,不仅有青系.系n=1的激子效应,而且也包含n=2的激子效应.文中也做了不同抛光表面样品的电反射谱;发现它们有显著不同的光谱特征.     

有机磷化合物的NMR研究——Ⅱ0,0-二烷基膦酸酯的1H、13C和31PNMR谱

本文报道了21个0,0一二烷基膦酸酯类化合物的¹H、¹³C和³¹P NMR参数。研究和讨论了不等价的二烷基¹H、¹³C化学位移和磷碳偶合常数与立体化学的关系。测定了(CH₃CH₂O)₂P(O)CH(CH₂NO₂)(p-OCH₃C₆H₄)的¹³C自旋一晶格弛豫时间T₁,二乙基¹³C T₁间的差别,说明在类似化合物中,含有化学位移各向异性对弛豫的贡献。