基于近红外光谱技术的人体血糖浓度无创检测系统的研制

开发了一种小型化人体血糖浓度无创检测系统,该系统可实现人体血糖浓度的快速、实时、无创检测,主要由嵌入式系统、夹具、光源系统和微型光栅光谱仪四部分组成。提出了一种光源稳压驱动电路方案,可满足多种光谱采集条件对光源的要求。同时提出了一种一体化夹具设计方案,不仅简化了系统的光学结构,而且提高了测量条件的可重复性。分别用小波去噪和核偏最小二乘法对采集的光谱数据进行预处理和数学建模,并对系统进行性能评价,血糖浓度预测值与标准值的相关系数为0.95,预测均方根误差为0.6mmol.L-1,系统的重复性较好。     

基于时分复用技术的吸收光谱气体温度在线测量研究

可调谐半导体激光吸收光谱技术是一种具有高灵敏度、高选择性的非接触式气体在线测量技术。通过直接扫描多条H2O特征谱线并结合最小二乘算法实现对开放环境气体温度的在线测量。利用HITRAN光谱数据库详细讨论了边界效应对气体温度浓度测量的影响,计算结果表明,扫描多特征谱线并结合最小二乘算法可有效减小边界效应对开放环境气体温度测量的影响。实验中采用时分复用技术同时扫描了7 444.36,7 185.60,7 182.95和7 447.48cm-1四条H2O特征谱线,对管式炉573～973K范围内不同工况下的气体温度进行了测量。吸收光谱测量结果与热电偶信号的最大温差小于52.4K,温度测量最大相对误差为6.8%。     

二维红外相关光谱法研究温度对交联胶原结构的影响

采用傅里叶红外光谱和二维相关分析研究了改性前后胶原在升温(25～115℃)过程中结构的变化。结果显示,改性前后胶原的特征吸收峰强度降低,峰值向低波数移动,其中酰胺II带的变化最明显,降低了～10cm-1,表明维系胶原三股螺旋结构稳定的氢键被破坏,结构发生改变。在1 515cm-1处自相关峰强度最强,说明温度对酰胺II带的影响最大。与未改性胶原相比,改性胶原的相关程度更弱,表明改性胶原结构受温度影响要小,交联提高了胶原的热稳定性;改性后胶原结构变化的顺序也不一样。由此可见,二维红外相关分析法能提供由温度引起的胶原结构动态变化的微观信息,对进一步研究改性胶原结构和功能之间的关系有一定的意义。     

Orientation effects on the bandgap and dispersion behavior of 0.91Pb（Zn_（1/3）Nb_（2/3））O_3-0.09PbTiO_3 single crystals

0.91Pb(Zn_1/3Nb_2/3)O₃--0.09PbTiO₃ (PZN--9%PT) single crystals with different orientations are investigated by using a spectroscopic ellipsometer, and the refractive indices and the extinction coefficients are obtained. The Sellmeier dispersion equations for the refractive indices are obtained by the least square fitting, which can be used to calculate the refractive indices in a low absorption wavelength range. Average Sellmeier oscillator parameters E_o, $\lambda$_o, S_o, and E_d are calculated by fitting with the single-term oscillator equation, which are related directly to the electronic energy band structure. The optical energy bandgaps are obtained from the absorption coefficient spectra. Our results show that the optical properties of [001] and [111] poled crystals are very similar, but quite different from those of the [011] poled crystal.     

Influence of a two-dimensional electron gas on current—voltage characteristics of Al0.3{Ga}0.7 N/GaN high electron mobility transistors

The J-V characteristics of AltGa1 tN/GaN high electron mobility transistors（HEMTs） are investigated and simulated using the self-consistent solution of the Schro dinger and Poisson equations for a two-dimensional electron gas（2DEG） in a triangular potential well with the Al mole fraction t = 0.3 as an example.Using a simple analytical model,the electronic drift velocity in a 2DEG channel is obtained.It is found that the current density through the 2DEG channel is on the order of 10^13 A/m^2 within a very narrow region（about 5 nm）.For a current density of 7 × 10^13 A/m62 passing through the 2DEG channel with a 2DEG density of above 1.2 × 10^17 m^-2 under a drain voltage Vds = 1.5 V at room temperature,the barrier thickness Lb should be more than 10 nm and the gate bias must be higher than 2 V.     

电阻式核磁共振测量的最新进展

电阻式核磁共振(RDNMR)测量是1988年由德国马普所的von Klitzing研究小组针对GaAs二维电子气中少量核自旋的探测而提出的一种具有超高灵敏度的实验技术. 目前, RDNMR已经成为研究单层或双层GaAs二维电子气核自旋和电子自旋特性的重要手段. 由于为实现电阻式核磁共振测量所建立的动态核极化方法强烈依赖于GaAs特有的材料属性, 至今这一技术一直没有扩展应用到其他半导体低维系统中. 最近,本研究小组发展了一种动态核极化新方法,成功实现了对典型窄带半导体锑化铟(InSb) 二维电子气的电阻式核磁共振测量.本文在介绍电阻式核磁共振测量工作原理及已建立的典型动态核极化方法的基础上,着重讨论所提出的动态核极化新方法的机理、 实验结果以及对今后研究的展望.     

十字环型左手材料单元结构设计与仿真

提出了一种新型十字环型左手材料结构单元.该结构只需在介质板单侧蚀刻, 即可在二维方向上产生等效负介电常数和等效负磁导率.通过理论分析, 提出场-路结合的等效源分析法以计算等效介电常数、磁导率, 并据此对十字环型结构单元的左手特性激发机理进行了论证. 后采用Nicolson-Ross-Weir 等效参数法提取了十字环型单元阵列的相对介电常数和相对磁导率, 并通过棱镜实验对材料的负折射特性进行了验证.实验表明, 该左手材料在6.8-6.9 GHz频段具有二维入射左手特性. 此种左手材料制作工艺相对简单, 为左手材料在微波器件领域的应用提供了一种较为实用的设计方案.     

GeX2(X=F,Cl)与甲醛环加成反应机理的理论研究

在从头算方法HF/6311+G水平上研究了单重态GeX2(X=F,Cl)与甲醛的环加成反应,找到了反应的中间配合物和过渡态,并在MP4(SDTQ)/6311+G计算水平上进一步进行单点算,对得到的复合物以振动频率确认其驻点性质(过渡态和稳定态),讨论了其反应机理.结果表明,二氟锗烯与甲醛的环加成反应分两步进行,第一步生成中间配合物,是一个无势垒的放热反应;第二步是中间配合物异构化为产物%D二氟锗杂环氧甲烷,计算的反应势垒为196.4kJ/mol,是整个反应发生的控速步骤.而在二氯锗烯与甲醛环加成反应中,对应的控速步骤的能垒仅为125.7kJ/mol.与二氟硅烯与甲醛环加成反应相比,二氟锗烯与甲醛的环加成反应速率要慢一些,而二氯锗烯与甲醛环加成反应速率则与其相当.     

MgB2超导薄膜的微波测量

报道了利用蓝宝石介质谐振器技术测量MgB2超导薄膜的微波表面电阻Rs、OK时的穿透深度λ(O)和超导能隙△(O)．λ(O)和△(O)的值是通过先测量样品穿透深度λ(T)的变化量△λ(T)，然后由BCS理论模型拟合△λ（T)的实验数据得到的．测试样品是利用化学气相沉积技术在MgO(111)基片上制备的c轴织构的MgB2超导薄膜，薄膜的超导转变温度和转变宽度分别为38K和0．1K．微波测试结果表明在10K，18GHz下MgB2薄膜的Rs约为100μΩ，可以和高质量的YBCO薄膜的Rs值相比拟；BCS理论拟合得到的MgB2超导薄膜的λ(0)=102nm，△(0)：1．13kTc．     

核反应堆简介

 说起核反应堆,你一定不陌生。大亚湾、秦山早已是我们耳熟能详的名字,燃料棒、控制棒、一回路、二回路这些名词你可能也听说过一些,核电站、核潜艇都是电视节目里的常客,当然,还有令人不愉快的一些事故,都与核反应堆有密切的关系。但这并不是核反应堆的全部,除了这些,它还有很多我们不熟悉的方面。下面,我们就从它的物理原理谈起。