利用磁共振技术检测钻井液含油量的方法探讨

含油气的岩层被钻开以后,其中的油气一部分保留在岩样中,另一部分则进入钻井液,岩样中的油、气及钻井液中的气都有相应的录井方法来检测,唯独钻井液中的油一直是录井检测的空白. 随着油气勘探程度的加深及钻井工艺技术的发展,岩屑含油级别低甚至无显示、气测异常幅度低甚至无异常的油井是越来越多,导致油气层的发现与评价变得十分困难. 因此,急需对钻井液中的含油量进行随钻检测. 通过对不同油质、 不同含油量的钻井液进行磁共振试验,结果表明,可以通过核磁共振一维谱(T₂谱)实现轻～中质油的含油量分析,通过二维谱(T₂-D谱)以实现对重质油的含油量分析. 该项研究对于完善录井技术系列、提高油层发现率和评价准确率具有十分重要的意义.     

脑功能磁共振成像在人类嗅觉研究中的应用

在人类的5种主要感觉中,嗅觉是最广泛、古老、直接和内在的感觉.这些特性使人们对人类嗅觉的研究异常艰难,以致于直到今天人们对嗅觉的功能仍不清楚,而对大脑的功能机制所知更少.与其他基于物理原理的方法一样,磁共振成像技术的广泛应用极大地推动了整个生命科学的发展.脑功能磁共振成像的优势(高分辨率、高对比度、无损性和无放射性等)为人们研究嗅觉高级中枢以及与嗅觉相关行为的脑机制等提供了强有力的技术手段.文章在简单介绍嗅觉知识的基础上,着重讨论了近十年来,脑功能磁共振成像技术在人类嗅觉研究中所取得的成果.     

Novel superconducting phases in copper oxides and iron-oxypnictides: NMR studies

We reexamine the novel phase diagrams of antiferromagnetism (AFM) and high-T_c superconductivity (HTSC) for a disorder-free CuO₂ plane based on an evaluation of local hole density (p) by site-selective Cu-NMR studies on multilayered copper oxides. Multilayered systems provide us with the opportunity to research the characteristics of the disorder-free CuO₂ plane. The site-selective NMR is the best and the only tool used to extract layer-dependent characteristics. Consequently, we have concluded that the uniform mixing of AFM and SC is a general property inherent to a single CuO₂ plane in an underdoped regime of HTSC. The T=0 phase diagram of AFM constructed here is in quantitative agreement with the theories in a strong correlation regime which is unchanged even with mobile holes. This Mott physics plays a vital role for mediating the Cooper pairs to make T_c of HTSC very high. By contrast, we address from extensive NMR studies on electron-doped iron-oxypnictides La1111 compounds that the increase in T_c is not due to the development of AFM spin fluctuations, but because the structural parameters, such as the bond angle α of the FeAs₄ tetrahedron and the a-axis length, approach each optimum value. Based on these results, we propose that a stronger correlation in HTSC than in FeAs-based superconductors may make T_c higher significantly.     

Surface plasmon resonance sensors based on Ag-metalized nanolayer in microstructured optical fibers

Surface plasmon resonance sensors based on Ag-metalized nanolayer in microstructured optical fibers are theoretically analyzed by using finite element method (FEM). In our simulations we use Drude-Lorentz model to describe the metal dielectric constant. The numerical results show that the sensitivity of Ag-metalized SPR sensor could reach 1167 nm/RIU and corresponding resolution is 8.57×10⁻⁵ RIU. Compared to conventional Au-metalized SPR sensors the performance of our device is obviously better.     

基于光子晶体光纤交叉敏感分离的磁场温度传感研究

提出了一种基于定向耦合效应和表面等离子共振效应的交叉敏感分离的磁场温度传感结构.在光子晶体光纤的一个特定空气孔中填充磁流体,利用磁流体的磁光效应和定向耦合效应形成磁场传感通道;在垂直方向的另一空气孔的内壁镀金纳米薄膜并填充甲苯液体,利用甲苯的温敏效应和表面等离子共振效应形成温度传感通道.对应输出谱出现两个损耗峰,测量损耗峰位置可以间接测出磁场强度和温度变化.通过理论计算()和结构优化,在90—270 Oe1 Oe=10~3/(4π) A/m范围内,磁场强度的灵敏度最高可达1.16 nm/Oe;在25—60?C范围内,温度的灵敏度可达-9.07 nm/?C.虽然填充的两种液体的折射率都受环境温度的影响,但通过建立灵敏度系数矩阵,可以消除磁场强度与温度的交叉敏感,实现磁场温度双参量的高灵敏度检测.     

两原子相干共振能量传递的单次与N次能量提取

两原子间隔一定距离且两原子跃迁频率接近时,两原子之间可发生能量传递.理论研究了供能原子和受能原子两共振原子的能量传递.求解薛定谔方程得出两原子共振能量传递效率.结果表明,供能原子在真空场中的激发态寿命在能量传递效率中起到十分重要的作用.能量传递效率与两原子间距离的负三次幂的正弦值的平方成正比,在一阶近似条件下,与两原子间距离的6次方成反比.以供能原子处于激发态时为初始时刻,能量从初始时刻随时间由供能原子向受能原子传递,对受能原子的单次能量提取的最大值大约在供能原子寿命的2/3时刻;对受能原子的连续N次能量提取的最大值,每次提取时间大约在供能原子寿命的1/2时刻.     

Quenching of the Haldane gap in LiVSi<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>6</Subscript> and related compounds

We report results of susceptibility χ and ⁷Li NMR measurements on LiVSi₂O₆. The temperature dependence of the magnetic susceptibility χ(T) exhibits a broad maximum, typical for low-dimensional magnetic systems. Quantitatively it is in agreement with the expectation for an S=1 spin chain, represented by the structural arrangement of V ions. The NMR results indicate antiferromagnetic ordering below T_N=24 K. The intra- and interchain coupling J and J_p for LiVSi₂O₆, and also for its sister compounds LiVGe₂O₆, NaVSi₂O₆ and NaVGe₂O₆, are obtained via a modified random phase approximation which takes into account results of quantum Monte Carlo calculations. While J_p is almost constant across the series, J varies by a factor of 5, decreasing with increasing lattice constant along the chain direction. The comparison between experimental and theoretical susceptibility data suggests the presence of an easy-axis magnetic anisotropy, which explains the formation of an energy gap in the magnetic excitation spectrum below T_N, indicated by the variation of the NMR spin-lattice relaxation rate at T≪T_N.     

利用Ag@SiO_2纳米粒子等离子体共振增强发光二极管辐射功率的数值研究

金属纳米粒子利用其局域表面等离子体共振效应(LSPR),可以增强附近荧光分子的自发辐射速率,因而在光学传感、光电器件等领域中具有潜在的应用价值.金属纳米粒子的LSPR与其自身的材料、形状、尺寸以及周围环境介质密切相关,这影响着纳米粒子在具体器件中的应用.本文利用三维时域有限差分法,研究了相同体积的球形、椭球形、立方形与三棱柱形银纳米粒子对薄膜发光二极管辐射功率的影响;计算了不同形状银纳米粒子对偶极子光源辐射功率和薄膜器件光出射强度的增强,并结合LSPR效应讨论了辐射功率变化的物理机理.研究结果表明:银纳米粒子自身形状尖锐程度的增加有利于提高LSPR的共振强度;同时纳米粒子的形状影响了LSPR共振电场与薄膜器件中偶极子辐射电场之间的耦合作用,其中立方形纳米粒子因为能实现最强的耦合作用而对器件的辐射功率增强最大.在此基础上进一步讨论了不同薄膜材料对LSPR共振及光源辐射功率的影响,发现较高的材料折射率有利于增强金属纳米粒子的LSPR与器件的耦合作用,从而改善发光二极管性能.     

多量子比特核磁共振体系的实验操控技术

随着量子信息与量子计算科学的发展,量子信息处理器被广泛地用于量子计算、量子模拟、量子度量等方面的研究.为了能在实验上实现这些日益复杂的方案,将量子计算机的潜能转化成现实,需要不断提高可操控的量子体系比特位数,实现更复杂的量子操控.核磁共振自旋体系作为一个优秀的量子实验测试平台,提供了丰富而又精密的量子操控手段.近几年来在此平台上进行了不少的多量子比特实验,发展并积累了一系列的多量子比特实验技术.本文首先阐述了核磁共振体系多量子比特实验中的实验困难,然后结合7量子比特标记赝纯态制备以及其他有关实验,对多比特实验过程中应用到的实验技术进行介绍.最后对核磁共振体系多量子比特实验技术方向的进一步研究进行了总结和展望.     

激光与近相对论临界密度薄层相互作用产生大电量高能电子束

研究了激光与近相对论临界密度等离子体薄层相互作用时所产生的高能电子束的主要特征,包括平均有效温度以及截止能量等.实验结果表明,电子束的电量超过nC量级,平均有效温度可达8 MeV以上.PIC数值模拟证明,近相对论临界密度等离子体内,相对论自透明效应和激光钻孔效应共同形成一条磁化等离子体通道,电子与激光将在角向磁场的协助下发生Betatron共振.激光可将电子直接加速到很高能量,因此电子束平均有效温度("斜坡温度")远远超过Wilks定标率预计的平均温度.该研究为产生高亮度X射线源提供了一种新的可能途径.