基于荧光多光谱融合的水质化学需氧量的检测

为了对水中的有机污染物进行绿色、快速、准确的检测,提出了一种基于荧光多光谱融合的水质化学需氧量(Chemical Oxygen Demand, COD)的检测方法。实验样本为包含近岸海水和地表水在内的实际水样53份,采用标准化学方法获取样本的化学需氧量的理化值,利用荧光分光光度计采集样本的三维荧光光谱并对光谱数据进行处理和建模。在200～300 nm(间隔5 nm)的激发波长范围内将三维光谱展开成二维的发射光谱(发射波长范围250～500 nm,间隔2 nm)。采用ACO-iPLS(蚁群-区间偏最小二乘)算法提取发射光谱特征,PSO-LSSVM(粒子群优化的最小二乘支持向量机)算法建立预测模型,分别建立了单激发波长下的荧光发射光谱数据预测模型、多激发波长下发射光谱的数据级融合(LLDF)预测模型以及多激发波长下发射光谱的特征级融合(MLDF)预测模型,通过对预测效果的对比,得出结论。实验结果表明,对于不同激发波长下荧光发射光谱数据而言,265 nm激发光作用下的发射谱数据的预测模型最优,其检验集决定系数R2_P和外部检验均方根误差RMSEP分别为0.990 1和1.198 6 mg·L-1;对于荧光多光谱数据级融合模型(简写为：LLDF-PSO-LSSVM)而言,在235,265和290 nm激发光作用下的发射光谱的LLDF模型效果最优,其检验集的R2_ｐ和RMSEP分别为0.992 2和1.055 1 mg·L-1;对于荧光多光谱特征级融合模型(MLDF-PSO-LSSVM)而言,在265,290和305 nm激发光作用下的荧光发射光谱的MLDF模型效果最优,其R2_p=0.998 2,RMSEP=0.534 2 mg·L-1。综合比较各类建模结果可知,MLDF-PSO-LSSVM的模型效果最优,说明基于荧光发射光谱数据,采用多光谱特征级融合模型检测水质COD时,检测的精度更高,预测效果更好。     

抛物量子点中强耦合磁双极化子内部激发态性质

基于Lee-Low-Pines幺正变换,采用Pekar类型变分法研究了抛物量子点中强耦合磁双极化子的内部激发态性质,当考虑自旋和外磁场影响时,推导出二维量子点中强耦合磁双极化子基态的能量E0,声子平均数ˉN0以及第一激发态的能量E1,声子平均数ˉN1随量子点受限强度ω0,介电常数比η,电子-声子耦合强度α和磁场的回旋共振频率ωC的变化规律.结果表明,磁双极化子的基态能量E0和第一激发态能量E1由两电子的单粒子能量E E,两电子间库仑相互作用能E C,电子自旋与磁场相互作用能E s和电子-声子相互作用能E e-ph四部分组成;单粒子"轨道"运动与磁场相互作用导致了第一激发态能级E1分裂为E(1+1)1,E(1-1)1两条,而电子自旋-磁场相互作用的效应又使基态和第一激发态的各能级均产生了三条"精细结构";ˉN0和ˉN1随ω0,α和ωc的增加而增大,E e-ph的取值总是小于零,其绝对值随α,ω0和ωc的增加而增大;电子-声子相互作用的效应是束缚态磁双极化子形成的有力因素,而限定势和电子之间的库仑排斥能的存在不利于束缚态磁双极化子的形成;能量为E(1-1)1的磁双极化子要比能量为E(1+1)1的磁双极化子更容易且更稳定地处于束缚态.     

Rashba效应下量子线中弱耦合束缚极化子的性质

采用改进的线性组合算符和幺正变换相结合的方法研究了Rashba效应对量子线中弱耦合束缚极化子性质的影响.数值计算结果表明Rashba效应影响下,极化子基态能量和有效质量曲线分别分裂成上下两条,有效质量比随着电子-声子耦合强度的增加而增大;当自旋向上时,有效质量比随电子面密度的增加而线性增加,自旋向下则得相反结论;随着振动频率的增加极化子基态能量和基态分裂能均增加.     

Rashba自旋-轨道相互作用影响下量子盘中强耦合磁极化子性质的研究

本文基于Lee-Low-Pines幺正变换法,采用Tokuda改进的线性组合算符法研究了Rashba自旋-轨道相互作用效应下量子盘中强耦合磁极化子的性质.结果表明,磁极化子的相互作用能Eint的取值随量子盘横向受限强度ω0、外磁场的回旋频率ωc、电子-LO声子耦合强度α和量子盘厚度L的变化均与磁极化子的状态性质密切相关;磁极化子的平均声子数N随ωc,ω0和α的增加而增大,随L的增加而振荡减小;在Rashba自旋-轨道相互作用效应影响下磁极化子的有效质量将劈裂为m*+,m*-两种,它们随ωc,ω0和α的增加而增大,随L的增加而振荡减小;在研究量子盘中磁极化子问题时,电子-LO声子耦合和Rashba自旋-轨道相互作用效应的影响不可忽略,但Rashba自旋-轨道相互作用和极化子效应对磁极化子的影响只有在电子运动的速率较慢时显著.     

牛顿力学形式和相对论力学的协变性

指出若将能量（包括动能）、动量都理解为相对论中的能量和动量，则牛顿力学中的功能原理、动能定理、动量定理、牛顿运动定律及力对物体所作的功率、能量－动量守恒定律及其守恒条件在相对论中都是协变的，并给出了它们的协变形式。     

Properties of strong-coupling magneto-bipolaron qubit in quantum dot under magnetic field

Based on the variational method of Pekar type, we study the energies and the wave-functions of the ground and the first-excited states of magneto-bipolaron, which is strongly coupled to the LO phonon in a parabolic potential quantum dot under an applied magnetic field, thus built up a quantum dot magneto-bipolaron qubit. The results show that the oscillation period of the probability density of the two electrons in the qubit decreases with increasing electron–phonon coupling strength α, resonant frequency of the magnetic field ω_c, confinement strength of the quantum dot ω_0, and dielectric constant ratio of the medium η; the probability density of the two electrons in the qubit oscillates periodically with increasing time t, angular coordinate φ_2, and dielectric constant ratio of the medium η; the probability of electron appearing near the center of the quantum dot is larger, and the probability of electron appearing away from the center of the quantum dot is much smaller.     

Generating and reversing spin accumulation by temperature gradient in a quantum dot attached to ferromagnetic leads

We propose to generate and reverse the spin accumulation in a quantum dot (QD) by using the temperature difference between the two ferromagnetic leads connected to the dot. The electrons are driven purely by the temperature gradient in the absence of an electric bias and a magnetic field. In the Coulomb blockade regime, we find two ways to reverse the spin accumulation. One is by adjusting the QD energy level with a fixed temperature gradient, and the other is by reversing the temperature gradient direction for a fixed value of the dot level. The spin accumulation in the QD can be enhanced by the magnitudes of both the leads’ spin polarization and the asymmetry of the dot-lead coupling strengths. The present device is quite simple, and the obtained results may have practical usage in spintronics or quantum information processing.     

Rashba效应对量子线中极化子激发态性质的影响

采用线性组合算符和幺正变换相结合的方法研究了Rashba效应对抛物量子线中强耦合束缚极化子激发态性质的影响,计算了束缚极化子的第一内部激发态能量、激发能量和振动频率。讨论了这些量对约束强度、自旋轨道耦合强度和库伦束缚势的依赖关系。数值计算结果表明:束缚极化子的第一内部激发态能量、激发能量和振动频率都随约束强度的增加而增大;但第一激发态能量随库仑束缚势和自旋与轨道之间耦合强度的增加而减少,而激发能量和振动频率随库仑束缚势的增加而增大。     

点电荷与介质球系统电势的计算和讨论

计算了点电荷与介质球系统的电势．指出点电荷与导体球、点电荷与无限大导体平面或介质分界平面均匀外电场中有导体球或介质球系统的电势都可由点电荷与介质球系统的电势给出。