Highly sensitive and stable SERS probes of alternately deposited Ag and Au layers on 3D SiO_2 nanogrids for detection of trace mercury ions

The hazard of Hg ion pollution triggers the motivation to explore a fast, sensitive, and reliable detection method.Here, we design and fabricate novel 36-nm-thick Ag–Au composite layers alternately deposited on three-dimensional(3D)periodic SiO_2 nanogrids as surface-enhanced Raman scattering(SERS) probes. The SERS effects of the probes depend mainly on the positions and intensities of their localized surface plasmon resonance(LSPR) peaks, which is confirmed by the absorption spectra from finite-difference time-domain(FDTD) calculations. By optimizing the structure and material to maximize the intrinsic electric field enhancement based on the design method of 3D periodic SERS probes proposed,high performance of the Ag–Au/SiO_2 nanogrid probes is achieved with the stability further enhanced by annealing. The optimized probes show the outstanding stability with only 4.0% SERS intensity change during 10-day storage, the excellent detection uniformity of 5.78%(RSD), the detection limit of 5.0×10~(-12) M(1 ppt), and superior selectivity for Hg ions. The present study renders it possible to realize the rapid and reliable detection of trace heavy metal ions by developing highperformance 3D periodic structure SERS probes by designing novel 3D structure and optimizing plasmonic material.     

一种抑制SSN的新型宽带平面电磁带隙结构

随着现代高速数字电路的快速发展,同步开关噪声(SSN)问题变得越来越突出。该文提出了一种适用于高速数字电路中抑制同步开关噪声的新型宽带平面电磁带隙(EBG)结构,并用Ansoft HFSS软件对该电磁带隙结构进行数据仿真分析。仿真结果表明,在抑制深度为-30dB时,其阻带范围为0.2~5.6 GHz,与传统的L-bridge型电磁带隙结构比较,阻带下限截止频率下降了500 MHz,阻带带宽增加了1.4GHz,相对带宽增加了38.1%,且能全向抑制同步开关噪声。     

弯曲波导之间的耦合分析

采用极坐标下的光束传播法分析了两条平行变曲波导的中心间距、曲率半径等因素对模式耦合的影响,得到了耦合长度、耦合强度随中心间距、曲率半径的变化规律,并将直波导作为变曲波导的一种特殊情况进行了分析.     

立方大腔体静高压装置中叶腊石的传压及密封性能研究

本文基于高压研究及超硬材料生产所用的静高压立方大腔体(六面顶)压机的需要,制备了源于南非叶腊石矿的两种(A和B)叶腊石粉压块,并与同工艺国产(北京门头沟)黄色叶腊石粉压块进行比较,以此建立评估叶腊石传压及密封性能的实验方法与物理判据.采用Bi,Tl,Ba等标压物质原位标定了以上3种叶腊石压腔中心位置及密封边处的压力;同时,采用银熔点法分别获得了3种叶腊石作传压密封材料时高温下腔体压力与系统加载的对应关系.结果表明,在相同加载油压下南非叶腊石B粉压块和国内叶腊石粉压块中心位置的压力差值不超过0.1 GPa,在升压和降压过程中叶腊石块中心位置与密封边位置的压力差值也更为相近.相比于南非叶蜡石A粉压块,B粉压块在高温传压和密封性能上更接近国产叶腊石粉压块.     

MPEG-4中基于DT网格编码算法的实现

本文按照MPEG-4标准对DT网格对象编码的要求,设计了一套完整的基于DT网格的编码算法.首先提出了网格对象编码的系统框架.在此基础上,着重研究了网格运动编码,提出了一种新的三角形运动连续预测方法及相应的残差图像处理方法.最后,对整个数据结构进行转换,使之完全按照标准规定的顺序进行编码.本文算法同H.263进行了全面的比较.结果表明,DT作为MPEG-4标准中的一种编码方法,有一定的实用价值.     

基于DDPG的综合化航电系统多分区任务分配优化方法

综合化航电系统（Integrated Modular Avionics,IMA）通过时空分区机制实现共享资源平台下的多航电功能集成,分区间的任务分配方法的优劣决定着航电系统的整体效能。针对航电任务集合在多分区内的分配调度问题,提出了一种基于深度强化学习的优化方法。构建了航电系统模型与任务模型,以系统资源限制与任务实时性需求为约束,以提高系统资源利用率为优化目标,将任务分配过程描述为序贯决策问题。引入马尔科夫决策模型,建立基于深度确定性策略梯度（Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG）法的IMA任务分配模型并提出通用分配架构;引入状态归一化、行为噪声等策略训练技巧,提高DDPG算法的学习性能和训练能力。仿真结果表明,提出的优化算法迭代次数达到500次时开始收敛,分析800次之后多分区内驻留任务方案在能满足约束要求的同时,最低处理效率提升20.55%。相较于传统分配方案和AC(Actor-Critic)算法,提出的DDPG算法在收敛能力、优化性能以及稳定性上均有显著优势。     

基于泡沫挤压的图像流水线设计与FPGA验证

在图像处理器中,图像处理过程具有待处理像素量大、处理过程复杂以及数据传输通道多等特点,因而图像处理器存在着处理速度慢的问题。针对该问题,文中提出一种具有泡沫挤压功能的图像流水线FPGA设计方案,并在Xilinx公司的Virtex XC6VLX550T FPGA芯片上对该FPGA实现方案进行了验证和综合,结果表明本设计方案的正确性且同基本流水线相比该流水线设计能够在不大量增加电路资源的情况下提高图像处理器的处理速度。     

基于混合智能算法的随机生产配料问题

配料问题是工业生产流程中的重要组成部分.在实际的生产过程中,配料问题由于原料的选取与某些随机系数有关,因而具有随机性.将基于随机理论提出一种新的机会约束生产配料模型,然后设计混合智能算法求解提出的生产配料模型.最后,给出一个数值例子表明模型和算法的有效性.     

Y_2O_3负载金属Cu在催化甲醛水溶液制氢反应中的Y_2O_3载体效应

采用NaBH_4还原法将纳米金属Cu负载在Y_2O_3上.通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和测定氢氧根在Y_2O_3和Cu上的吸附等手段对样品进行了表征.结果表明,Y_2O_3表面存在一层薄的Y(OH)3,能优先吸附OH-使其在Y_2O_3表面"富集";金属Cu以纳米粒子形式负载在Y_2O_3上.在碱性甲醛溶液中考察了Y_2O_3负载Cu(Cu/Y_2O_3)的催化性能.结果表明,在低碱度条件下,相对于未负载纳米Cu的Y_2O_3,Cu/Y_2O_3具有较高的产氢活性.当氢氧化钠浓度为0.050 mol/L时,在氮气气氛下Cu/Y_2O_3产氢量约为未负载纳米Cu的7.8倍;而在空气气氛下约为4.3倍.在2种气氛下,Cu/Y_2O_3产氢的最佳氢氧化钠浓度均为0.25 mol/L.这可归结为Y_2O_3表面对OH-的"富集"效应,使其表面产生更多的活性物种CH2(OH)O-(甲二醇负离子).相对于未负载纳米Cu的Y_2O_3,Y_2O_3负载Cu提高了催化剂的稳定性,其原因是Y_2O_3负载阻止了Cu粒子在反应过程的生长.     

对向列相液晶反转壁中+1缺陷处挠曲电效应的理论分析

基于Pramoda Kumar等人文章中关于向列相液晶反转壁中+1缺陷处挠曲电效应的实验现象,我们利用Landau-de Gennes理论给出相应的理论分析。当对弱锚定的平行排列向列相液晶盒施加垂直基板的直流电压,在反转壁中的±1缺陷会发生旋转。对于其中的+1缺陷,我们给出了外加电场作用下液晶分子的自由能表达式并通过模拟描述指向矢的方位角和极角的变化情况给出相应的缺陷处电场驱动的结构变化。模拟结果给出的挠曲电效应引起的方位角的变化角度与Pramoda Kumar等人的实验得到的在+1缺陷处消光刷的变化情况是一致的。