基于界面原子混合的材料导热性能

构造了界面具有原子混合的硅锗(Si/Ge)单界面和超晶格结构.采用非平衡分子动力学模拟研究了界面原子混合对于单界面和超晶格结构热导率的影响,重点研究了界面原子混合层数、环境温度、体系总长以及周期长度对不同晶格结构热导率的影响.结果表明:由于声子的“桥接”机制,2层和4层界面原子混合能提高单一界面和少周期数的超晶格的热导率,但是在多周期体系中,具有原子混合时的热导率要低于完美界面时的热导率;界面原子混合会破坏超晶格中声子的相干性输运,一定程度引起热导率降低;完美界面超晶格具有明显的温度效应,而具有原子混合的超晶格热导率对温度的敏感性较低.     

1550 nm毫瓦级单横模垂直腔面发射半导体激光器

报道了国内首次实现出光功率达到毫瓦量级的单横模1550 nm波段垂直腔面发射半导体激光器(vertical-cavity surface-emitting laser, VCSEL).设计了基于InAlGaAs四元量子阱的应变发光区结构;设计并制备了具有隧穿特性的台面结构,实现了对载流子空穴的高效注入及横向模式调控;采用半导体分布式布拉格反射镜与介质反射镜结合的方式制备了1550 nm VCSEL的反射镜结构. VCSEL中心波长位于1547.6 nm,工作温度为15℃时最高出光功率可达到2.6 mW,最高单模出光功率达到0.97 mW,最大边模抑制比达到35 dB.随着工作温度增加,激光器最高出光功率由于发光区增益衰减而降低,然而35℃下最大出光功率仍然可以达到1.3 mW.激光器中心波长随工作电流漂移系数为0.13 nm/mA,并且激光波长在单模工作区呈现出非常一致的漂移速度,在气体探测领域具有很好的应用潜力.本研究为下一步通过高密度集成获得高功率1550 nm VCSEL列阵奠定了基础.     

等效质量模型中的重子质量谱

在等效质量模型框架下,考虑线性禁闭和一阶微扰相互作用的贡献并通过拟合$ \mathrm{p} $、$ \mathrm{n}$、$\Lambda$和$ \Delta $的质量来得到模型参数。发现,等效质量模型能够较好地给出符合实验的重子质量谱。而禁闭强度$D$、强耦合常数$\alpha_{\rm{s}}$以及夸克质量因子$f$与微扰强度$C$之间都存在关联,并能够很好地用解析公式逼近。除此之外,单胶子交换相互作用的色磁部分在重子质量谱中起着重要作用,从而使自旋$J=1/2$和3/2的重子之间的质量差最高达到300 MeV。为了更好地描述超子质量,对于包含奇异夸克的一对夸克间的相互作用我们进一步采用不同的强耦合常数,其具体的模型参数通过拟合$ \Sigma $和$ \Xi $的质量得到。基于本工作得到的等效质量模型参数组,能够更好地描述$ \mathrm{ud}$夸克物质团、奇异子以及致密星。     

自建电喷雾解吸电离源（DESI）在大分子分析中的应用及离子化机理探索

自建了简易的电喷雾解吸电离源(DESI),优化了DESI源喷口的位置和角度,并将其用于常见多肽和蛋白质的分析。多肽和小质量蛋白质(<20 kDa)可以容易地从表面解吸电离,生成清晰的质谱。而牛血清白蛋白(66.4 kDa)不能产生清晰的多电荷分布的质谱,说明当前DESI源的设计可能存在一个电离的分子量上限。通过比较不同的实验条件并对比ESI-MS,发现溶剂分子的挥发过程对电荷分布以及峰宽均有显著影响,可能是由于ESI更软引起。载样表面的性质对DESI-MS的信号强度有较大影响。金表面的自组装单分子膜(SAM)相对于纯金表面有较好的绝缘性,并有助于产生较强信号,说明来自表面的电子转移(电中和)是电喷雾解吸电离过程中的一个重要因素。该文的研究有助于对DESI-MS的实验条件和载样表面的选择,同时增进了对电喷雾解吸电离机理的了解。     

硼酸对赖氨酸盐酸盐在半胱氨酸自组装膜上晶体生长的影响

研究了利用半胱氨酸自组装膜对诱导L-赖氨酸盐酸盐晶体生长的影响。实验发现,赖氨酸盐酸盐优先在水溶液内而不是在自组装膜表面成核生长为晶体,这是首次发现自组装单层对赖氨酸盐酸盐的成核有抑制作用。对自组装单层上的成核机理进行了探讨,2种氨基酸正电荷间的排斥作用可能是自组装膜抑制赖氨酸盐酸盐成核的原因。在赖氨酸盐酸盐溶液中加入了等摩尔硼酸,XRD结果表明,硼酸晶体优先生长在自组装单层上。而析出后的硼酸晶体又加速促进了赖氨酸盐酸盐的结晶析出。扫描电子显微镜表征发现,加入硼酸后赖氨酸盐酸盐晶体的形貌发生了很大变化,由原来的块状变为针状。实验结果表明,加入硼酸,可以加速赖氨酸盐酸盐的晶体生长并可以调控晶体的形貌和取向。     

非对称笼间电子迁移异构体与电场诱导电子迁移

基于密度泛函理论研究了非对称双笼型单分子溶剂化电子e^-@C₂₄F₂₂(NH)₂C₂₀F₁₈(1、2 和3), 进一步展示了我们提出的一种新型电子异构体——(非对称型的)笼间电子迁移异构体. 1、2 和3 具有显著不同的偶极矩. 由于都存在两个氧化还原中心, 它们属于一种非金属型的新型Robin-Day II-III 分子. 对于1 和3, 额外电子分别定域在C₂₄F₂₂和C₂₀F₁₈笼里(Robin-Day II); 对于2, 额外电子则离域于两个非对称的笼中(Robin-Day III). 值得注意的是, 在y 轴方向上外加-0.0004和-0.0008 a.u.的临界电场(E_c)时可分别使1 的额外电子从C₂₄F₂₂笼中部分和全部地迁移到C₂₀F₁₈笼中, 即实现从1 到2 再到3 的转化; 当E_c为0.0004 a.u.时, 3 的额外电子从C₂₀F₁₈笼中全部迁移到了C₂₄F₂₂笼中, 即3 未经过2 直接转化成了1.     

有机物单层分散在相关材料制备中的应用

与无机氧化物和盐类在载体表面自发单层分散相类似, 许多有机物也可以在载体表面自发单层分散.有机物在载体表面单层分散行为和分散后的存在状态与有机物分子形状和结构特点及载体表面性质和孔结构有关. 利用有机物在载体表面的单层分散, 可以设计制备具有优异性能的材料. 本文简要综述了近年来这方面研究工作取得的相关进展, 主要介绍了有机物单层分散在碳/氧化物复合物、氧化物和薄壁中孔碳材料的制备和织构调控方面的一些应用实例. 单层分散的有机物热分解后可在载体表面形成均匀的薄碳层, 以无机多孔氧化物为载体可制备出包覆均匀碳薄层的碳/氧化物复合物, 这种碳/氧化物复合物在染料吸附、催化剂载体和光催化方面显现出好的性能. 以溶胶-凝胶法制备氧化物时, 分散的有机物可以隔离溶胶颗粒, 从而制备出高比表面积的氧化物并可对孔容进行调控, 以此方法制备的γ-氧化铝比表面积可达506 m²·g^-1. 在惰性气氛中加热上述碳/氧化物复合物, 碳层可抑制氧化物的相变; 而在氧气中, 碳层燃烧发热会促进相变, 由此可快速制备超细α-氧化铝. 包覆均匀碳薄层的氧化物载体对碳起支撑作用, 在将氧化物溶解去除后, 可便捷制得高比表面积、大孔容、高中孔率的薄壁中孔碳材料, 碳材料的形貌、孔径分布等可通过选用不同织构的氧化物载体进行调控.     

次预不变凸集值优化导数型最优性条件

引入了集值映射的α-阶锥次预不变凸概念,借助于α-阶相依上导数,建立了锥次预不变凸集值映射的导数型择—性定理,并利用择—性定理获得了集值优化导数型的最优性必要条件.     

马氏双链函数的一个强大数定律

本文研究了马氏双链函数的一个强大数定律.利用该定律,获得了马氏双链从一个状态到另一个状态转移概率的极限性质,推广了经典马氏双链的极限性质.     

单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪分析香烟烟气气溶胶

单颗粒气溶胶飞行时间质谱可同时对气溶胶单颗粒的粒径大小、化学成分进行实时、在线检测.本研究介绍了新近研制的单颗粒质谱仪的原理、结构、主要技术指标及对香烟烟气气溶胶的应用研究.仪器采用空气动力学透镜聚焦,双光束粒径测量系统确定颗粒物的空气动力学直径,激光电离系统实现颗粒物精确电离,通过双极有网反射飞行时间质量分析器实现正负离子同时检测.香烟检测结果表明,在颗粒物粒径分布上,新鲜香烟烟气颗粒范围较老化烟气宽.在气溶胶化学成分上,老化烟气颗粒物与新鲜烟气相比,尼古丁,氰酸盐,硝酸盐,硫酸盐及铵盐5种成分的数浓度百分比都有所增加,而含C1-的数浓度百分比减少.原因可能是由于烟气由气相到粒相之间的转化,及颗粒物与空气中的气体发生了非均相反应;C1-老化之后的减少是因为HN03与CI-之间的非均相反应.