Sm^(3+)掺杂SiO_(2)纳米棒的制备及发光性能研究

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作者 杨喜宝 宋禹昊 +3 位作者 吕航 陈双龙 王秋实 姚震 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第3期712-716,共5页

SiO_(2)纳米材料作为典型的纳米绝缘材料,其量子尺寸限制效应和不同类元素独特的光电特性相结合,在生物医药方面及纳米器件集成电子领域具有广泛应用。随着科学时代的到来,研究成果日益增加,稀土掺杂纳米发光材料的研究工作逐渐展开,其... SiO_(2)纳米材料作为典型的纳米绝缘材料,其量子尺寸限制效应和不同类元素独特的光电特性相结合,在生物医药方面及纳米器件集成电子领域具有广泛应用。随着科学时代的到来,研究成果日益增加,稀土掺杂纳米发光材料的研究工作逐渐展开,其应用范围也很广阔,如:信息显示、激光材料、光纤通信、甚至荧光探测。Sm^(3+)是一种重要的稀土氧化物离子材料,它在太阳能电池、纳米电子器件、半导体玻璃、生物化学传感器和纳米磁体等领域具有潜在应用。本研究使用热蒸发法合成了Sm^(3+)掺杂SiO_(2)纳米棒材料。通过扫描电镜、X射线衍射谱和拉曼散射光谱等手段对样品进行分析发现:Sm^(3+)掺杂SiO_(2)纳米棒为四方相晶体;随沉积温度降低,纳米棒直径增大,沉积密度减少,样品形貌由纳米棒状结构逐渐变为微米颗粒;由于Sm^(3+)离子半径较大,导致掺杂后SiO_(2)晶格衍射向小角度偏移,晶格常数增加,晶胞体积增大。Sm^(3+)掺杂SiO_(2)纳米棒的生长过程没有金属催化剂的影响。在饱和蒸汽压和Ar气流作用下,气态SiO_(2)会顺着气流方向沉积在温度不同的衬底区域上。在高温区优先沉积成晶核,由于腔体内残余氧气含量逐渐被消耗降低,纳米线在生长过程中直径逐渐减小,导致生成物顶部为针状。我们推断在衬底生成纳米线的同时Sm^(3+)替代少量Si^(4+)进入SiO_(2)晶格中。而在低沉积温度的基底上,随着腔体内氧含量降低,原子扩散驱动力弱,限制一维结构的生长,易生长出零维结构。Sm^(3+)掺杂SiO_(2)纳米棒的制备遵循气-固(VS)生长机制。Sm^(3+)掺杂SiO_(2)纳米棒的光学性能使用紫外吸收光谱、光致发光光谱进行分析,发现了Sm^(3+)掺杂纳米材料会促进晶体结构由单斜晶相向四方晶相的转换,进而引起UV谱中吸收带蓝移,文中实验制备的四方结构SiO_(2)纳米材料紫外吸收边蓝移,对应的带隙增大了0.7~0.8 eV。当受到激发后,不同于传统的无掺杂SiO_(2)纳/微米材料,Sm^(3+)离子掺杂后SiO_(2)将能量传递给Sm^(3+),材料展示出良好的Sm^(3+)稀土离子特征发光性能。该研究对SiO_(2)材料在光信息领域的应用具有重要指导意义。 展开更多

关键词 二氧化硅 掺杂 拉曼光谱 吸收光谱 发光性能

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教育文化视域下学习科学的研究趋势 被引量：2

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作者 李凤营 冯丽 《教育科学》 CSSCI 北大核心 2022年第1期81-86,共6页

学习科学在教育技术研究领域中占有极其重要的地位,学习是一个涉及多因素综合作用的过程。在以往的学习科学研究中,考虑较多的是技术因素和具体教学实践活动因素,而很少涉及教育文化因素对其影响的研究。西方教育文化崇尚心智教育,注重... 学习科学在教育技术研究领域中占有极其重要的地位,学习是一个涉及多因素综合作用的过程。在以往的学习科学研究中,考虑较多的是技术因素和具体教学实践活动因素,而很少涉及教育文化因素对其影响的研究。西方教育文化崇尚心智教育,注重发现、探索和理解世界;东方教育文化则关注学习个体的自我完善,注重个体道德修养发展。东西方教育文化传统对学习科学研究影响巨大:文化差异导致人们对学习过程、学习方法和学习技术应用等的认识理解显著不同;文化共性促使人们都主张以人为本、注重个性和推崇学校教育等。 展开更多

关键词 文化 教育文化 学习科学

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电还原氧化石墨烯/多壁碳纳米管复合修饰电极检测萘普生 被引量：6

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作者 秦洪伟 连爽 +2 位作者 刘妍 赵文鹏 尤国红 《化学研究与应用》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1044-1050,共7页

将氧化石墨烯/多壁碳纳米管复合材料滴涂于玻碳电极表面,并运用恒电位还原法对氧化石墨烯进行直接电化学还原,制备了电还原氧化石墨烯/多壁碳纳米管复合修饰电极(rGO/MWCNTs-GCE),利用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、拉曼光谱等对其... 将氧化石墨烯/多壁碳纳米管复合材料滴涂于玻碳电极表面,并运用恒电位还原法对氧化石墨烯进行直接电化学还原,制备了电还原氧化石墨烯/多壁碳纳米管复合修饰电极(rGO/MWCNTs-GCE),利用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、拉曼光谱等对其进行初步表征。采用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)研究了萘普生在该复合修饰电极上的电化学响应,并对检测条件进行考察。结果表明,萘普生的浓度为2.0×10^(-4)~5.0×10^(-6) mol·L^(-1)间,氧化峰电流与其浓度成线性相关,检出限达到2.0×10^(-6) mol·L^(-1)。该复合修饰电极稳定性强、重现性好,可用于萘普生的快速检测。 展开更多

关键词 氧化石墨烯 多壁碳纳米管 电化学检测 萘普生

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纳米银石墨烯多壁碳纳米管复合修饰电极检测双酚A 被引量：3

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作者 秦洪伟 赵文鹏 +2 位作者 刘妍 连爽 尤国红 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期261-264,共4页

利用浸渍法和电化学还原法制备了纳米银石墨烯多壁碳纳米管复合修饰电极(Ag NPs/GR/MWCNTs/GCE),采用循环伏安法(CV)表征了复合电极的电化学性能,研究了双酚A(BPA)在Ag NPs/GR/MWCNTs/GCE上的电化学行为,并在此基础上使用差分脉冲伏安法... 利用浸渍法和电化学还原法制备了纳米银石墨烯多壁碳纳米管复合修饰电极(Ag NPs/GR/MWCNTs/GCE),采用循环伏安法(CV)表征了复合电极的电化学性能,研究了双酚A(BPA)在Ag NPs/GR/MWCNTs/GCE上的电化学行为,并在此基础上使用差分脉冲伏安法(DPV)探讨了Ag NPs/GR/MWCNTs/GCE检测BPA的可行性。结果表明,在8.0×10^(-6)~1.0×10^(-4)mol/L范围内,BPA的电化学检测峰电流值与其浓度呈明显的线性关系,线性方程为Ip=1.076 1C-5.153 6,相关系数r=0.999 4。研究表明,Ag NPs/GR/MWCNTs/GCE可用于BPA的电化学检测。 展开更多

关键词 石墨烯 多壁碳纳米管 纳米银胶体 电化学还原 双酚A

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表面结构对面源黑体光谱发射率的影响 被引量：3

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作者 张宇峰 邬玉玲 +3 位作者 吴元庆 贾辉 刘文皓 戴景民 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期389-393,共5页

随着红外测温技术的快速发展,红外测温仪在军事及民用领域得到广泛应用,对测量准确度的要求提升到了新的高度。面源黑体辐射源作为非接触测温设备校准的核心装置,近年来受到广泛的关注。发射率是描述辐射源性能的重要指标,目前缺少黑体... 随着红外测温技术的快速发展,红外测温仪在军事及民用领域得到广泛应用,对测量准确度的要求提升到了新的高度。面源黑体辐射源作为非接触测温设备校准的核心装置,近年来受到广泛的关注。发射率是描述辐射源性能的重要指标,目前缺少黑体表面形貌对发射率影响的研究。面源黑体发射率主要由表面凸锥结构和涂覆涂层决定。为设计出高发射率面源黑体,以具有凸锥结构的面源黑体为基础模型,引入间距及涂层结构,建立具有不同表面结构参数、单元间距及涂层厚度的面源黑体模型,设置基底材料为石墨,涂层材料为氮化硅,通过有限元软件得到仿真模型的反射率,利用反射率反演得到其发射率,绘制3~14μm范围内的光谱发射率曲线;研究面源黑体表面的电场分布情况。分析结构单元的宽高比、涂层厚度和结构单元间距等参数对发射率的影响。结构单元高度与发射率成正比、较窄的宽度对发射率有优化作用,发射率随宽高比的减小而增大。涂层结构改变了光谱发射率的下降趋势,在11μm后发射率上升,发射率随厚度增加而增大;单元间距变化与发射率成正比。设置初始面源黑体单元结构高度为10μm、宽度为1μm,在该模型上依次添加2μm涂层及2μm间距结构,进行仿真计算。优化后黑体辐射源在长波段具有优势,在3~14μm波段内光谱发射率稳定,最低值为0.966;电场分布图表明了三种结构因素对面源黑体表面能量的影响,优化得到的模型参数可用于面源黑体的实际制造。仿真结果表明较小宽高比、较厚涂层、较大间距具有提高发射率的能力,为制造高辐射性能面源黑体辐射源提供了理论参考。 展开更多

关键词 发射率 面源黑体 表面结构 仿真计算

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卡马西平的电化学检测研究

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作者 秦洪伟 刘妍 +1 位作者 赵薇 尤国红 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期238-241,共4页

利用滴涂法和简单的恒电位还原法制备性能稳定的电化学还原氧化石墨烯和多壁碳纳米管复合修饰电极(rGO/MWCNTs-GCE),运用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)研究了卡马西平(CBZ)在所制备的修饰电极上的电化学行为,并对测定条件进行了... 利用滴涂法和简单的恒电位还原法制备性能稳定的电化学还原氧化石墨烯和多壁碳纳米管复合修饰电极(rGO/MWCNTs-GCE),运用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)研究了卡马西平(CBZ)在所制备的修饰电极上的电化学行为,并对测定条件进行了优化。结果表明,CBZ在6.0×10^(-6)~2.0×10^(-4) mol/L浓度范围内,氧化峰电流值与浓度呈明显的线性关系,检出限为1.0×10^(-6) mol/L。优化实验条件后的电极呈现出良好的灵敏度、稳定性和重现性,可用于卡马西平的快速检测。 展开更多

关键词 氧化石墨烯 多壁碳纳米管 电化学检测 卡马西平

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替米考星的电化学检测研究

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作者 秦洪伟 刘妍 +1 位作者 赵薇 尤国红 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期245-248,255,共5页

制备了多壁碳纳米管/聚甲基红膜修饰电极(MWCNTs/PMR-GCE),采用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)研究了替米考星(TMS)在修饰电极上的电化学行为。研究了修饰量、缓冲体系、最佳pH、扫描速率对TMS检测效果的影响。结果表明,在柠檬酸-... 制备了多壁碳纳米管/聚甲基红膜修饰电极(MWCNTs/PMR-GCE),采用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)研究了替米考星(TMS)在修饰电极上的电化学行为。研究了修饰量、缓冲体系、最佳pH、扫描速率对TMS检测效果的影响。结果表明,在柠檬酸-Na_(2)HPO_(4)(pH=6)的缓冲溶液中,TMS在修饰电极上出现了不可逆氧化峰。在4.0×10^(-6)~1.0×10^(-4) mol/L的浓度范围内,TMS的氧化峰电流与TMS浓度呈良好的线性关系,线性方程为I_(p)=0.1432C+6.973,相关系数r=0.9958,最低检出限为6.0×10^(-7)mol/L。所制备的修饰电极具有良好的稳定性和可重复性。研究表明,MWCNTs/PMR-GCE可用于替米考星的电化学检测。 展开更多

关键词 多壁碳纳米管 甲基红 电化学检测 替米考星

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圆偏振激光脉冲附加静电场或太赫兹场时H_(2)^(+)高次谐波产生

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作者 葛鑫磊 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2022年第4期95-101,共7页

本文通过数值求解二维含时薛定谔方程理论研究了圆偏振激光脉冲(circularly polarized laser pulse, CPLP)作用下H_(2)^(+)的高次谐波产生(high-order harmonic generation, HHG).通过对比CPLP附加静电场和CPLP附加太赫兹场(terahertz, ... 本文通过数值求解二维含时薛定谔方程理论研究了圆偏振激光脉冲(circularly polarized laser pulse, CPLP)作用下H_(2)^(+)的高次谐波产生(high-order harmonic generation, HHG).通过对比CPLP附加静电场和CPLP附加太赫兹场(terahertz, THz)时的高次谐波发射谱发现,当在CPLP的y方向附加静电场时,谐波谱出现双平台结构,且布满调制,通过电子波包概率分布图像发现,电子三次与母核复合,量子轨道之间产生了较严重的干涉.当附加相同强度的THz场时,电子仅两次与母核复合,量子轨道之间的干涉减少,最终得到了86 eV到208 eV带宽为122 eV的连续谱,相比于附加静电场,谐波谱变得连续且平滑,实现了量子轨道调控.最后,利用半经典三步模型、时频分析和电离几率等对谐波发射物理机制进行了深入研究. 展开更多

关键词 高次谐波 圆偏振激光脉冲 量子轨道调控

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基于温度和发射率场的涂层损伤检测方法 被引量：5

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作者 楚春雨 张伟 +2 位作者 刘文皓 张宇峰 傅莉 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期723-729,共7页

在现代化国防和航空航天领域,目标表面涂覆具有热防护、电磁屏蔽、降低红外辐射等性能的材料,可有效保护目标,但其处于目标的表面,长期受到周围环境影响,易出现气泡、划痕、脱落等不同类型的损伤,造成涂层性能大幅度降低,无法有效保护... 在现代化国防和航空航天领域,目标表面涂覆具有热防护、电磁屏蔽、降低红外辐射等性能的材料,可有效保护目标,但其处于目标的表面,长期受到周围环境影响,易出现气泡、划痕、脱落等不同类型的损伤,造成涂层性能大幅度降低,无法有效保护目标。因此,需要定期对目标涂层进行检测和维护。通过研究涂层损伤与温度和发射率之间的关系,结合热辐射定律、比色测温技术、发射率测量方法,搭建一套红外热像仪的检测装置,提出一种基于涂层温度和发射率场的涂层损伤检测方法。将研制的检测装置应用于以铝为基底的氧化铝涂层,通过分析氧化铝的温度和发射率准确识别涂层内部和外部损伤,验证了基于温度和发射率场的涂层损伤检测方法的理论模型,以及检测装置的可行性与适用性。 展开更多

关键词 涂层损伤 红外热像仪检测装置 温度 发射率

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不同形貌TiO_(2)薄膜的可控制备及其光电化学性能研究 被引量：4

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作者 王鑫伟 车致远 +4 位作者 张兴 李玲薇 张伟 苏适 马晋文 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2021年第3期516-522,共7页

采用水热法在FTO(fluorine-doped tin oxide)基底上制备不同形貌的锐钛矿结构TiO_(2)薄膜。通过不断增大反应前驱物中盐酸浓度,TiO_(2)薄膜由球状颗粒薄膜逐渐演变生长成大面积高能(001)面裸露的TiO_(2)纳米片阵列薄膜。通过对形貌演化... 采用水热法在FTO(fluorine-doped tin oxide)基底上制备不同形貌的锐钛矿结构TiO_(2)薄膜。通过不断增大反应前驱物中盐酸浓度,TiO_(2)薄膜由球状颗粒薄膜逐渐演变生长成大面积高能(001)面裸露的TiO_(2)纳米片阵列薄膜。通过对形貌演化规律及X射线衍射图谱变化规律进行分析,提出了不同形貌TiO_(2)薄膜的生长演化机制,并对盐酸在其中的作用进行了说明。为了进一步改善TiO_(2)薄膜的性能,采用连续离子层吸附反应法对不同形貌的TiO_(2)薄膜进行CdS量子点敏化。采用紫外可见吸收光谱分析法和三电极体系对复合薄膜的光吸收性能和光电化学(PEC)性能进行了研究,实验数据显示CdS/TiO_(2)复合薄膜的光电化学性能皆明显优于单纯TiO_(2)薄膜,而且纳米片阵列薄膜的性能明显优于其他形貌薄膜,说明了大面积高能(001)面裸露的TiO_(2)纳米片阵列薄膜的性能优越性。 展开更多

关键词 TiO 2薄膜 (001)晶面 晶体生长 水热法 量子点 敏化

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L-甲硫氨酸修饰电极检测对氯苯酚 被引量：1

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作者 赵薇 赵文鹏 +3 位作者 刘妍 连爽 秦洪伟 尤国红 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期239-242,247,共5页

利用循环伏安法将L-甲硫氨酸修饰到裸玻碳电极表面,成功制备出聚L-甲硫氨酸修饰电极(PLM/GCE);分别采用循环伏安法和差分脉冲伏安法探讨修饰电极的电化学性能和对氯苯酚在该修饰电极上的电化学行为。结果发现,PLM/GCE在最优条件下,在8.0... 利用循环伏安法将L-甲硫氨酸修饰到裸玻碳电极表面,成功制备出聚L-甲硫氨酸修饰电极(PLM/GCE);分别采用循环伏安法和差分脉冲伏安法探讨修饰电极的电化学性能和对氯苯酚在该修饰电极上的电化学行为。结果发现,PLM/GCE在最优条件下,在8.0×10^(-6)~1.0×10^(-4)mol/L浓度范围内的氧化峰电流值与浓度呈现出较好的线性相关,线性方程为I_(p)=0.2441C+1.1296,r=0.9991。研究表明,PLM/GCE可用于对氯苯酚的电化学检测。 展开更多

关键词 L-甲硫氨酸 对氯苯酚 电化学检测 修饰电极 差分脉冲伏安法

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铜锑硫薄膜太阳电池的数值模拟研究

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作者 佟蕾 国嘉嵘 +3 位作者 李清 苗佳怡 李春然 钟敏 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第10期1773-1779,共7页

用SCAPS构建了铜锑硫薄膜太阳电池模型,计算了器件的性能。分别研究了吸收层厚度、载流子浓度、缺陷密度和背电极功函数对器件性能的影响。结果表明,过薄的吸收层对绿光和红光吸收不充分,1.5~3μm厚的吸收层能满足光谱吸收要求。当受主... 用SCAPS构建了铜锑硫薄膜太阳电池模型,计算了器件的性能。分别研究了吸收层厚度、载流子浓度、缺陷密度和背电极功函数对器件性能的影响。结果表明,过薄的吸收层对绿光和红光吸收不充分,1.5~3μm厚的吸收层能满足光谱吸收要求。当受主浓度为2×10^(18)cm^(-3)时,器件光电转换效率最高。缺陷密度大于10^(-14)cm^(-3)时,器件的光电转换效率急剧降低。贫铜富硫气氛制备铜锑硫可以提高受主浓度,减小开路电压亏损,也可以抑制硫空位缺陷形成,从而提高器件的光电转换效率。功函数较高的材料能降低背电极势垒,减少载流子在背电极复合。材料参数优化后,器件的光电转换效率最高为21.74%。 展开更多

关键词 铜锑硫 薄膜太阳电池 SCAPS 开路电压亏损 缺陷密度 背电极

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