基于表面增强拉曼光谱测量尿液样本中血小板衍生生长因子-BB

通过测量不同低浓度血小板衍生生长因子-BB(PDGF-BB)水溶液的表面增强拉曼光谱(SERS),可以检测到质量分数低至10-8的PDGF-BB水溶液在拉曼频移为1509cm-1处的拉曼特征峰。通过检测行皮冠状动脉介入治疗术(PCI)患者(动脉粥样硬化程度较高)术前尿液样本与未行PCI患者(动脉粥样硬化程度较低)尿液样本SERS,并结合PDGF-BB的1509cm-1处拉曼特征峰可以发现,行PCI患者尿液样本的SERS中可以检测到PDGF-BB的拉曼特征峰,即PDGF-BB在尿液中的浓度与动脉粥样硬化程度相关。结果表明,SERS技术可以检测到极低浓度PDGF-BB水溶液的拉曼特征峰,尿液的SERS可以成为判断冠心病患者是否需要进行PCI的重要依据,因此SERS技术有望成为一种无损检测与筛查冠心病的临床诊断工具。     

土壤中铅元素的激光诱导击穿光谱测量分析

利用Nd∶YAG脉冲激光器(波长:1064 nm)作光源,以高分辨率、宽光谱段的中阶梯光栅光谱仪和ICCD为谱线分离与探测器件,测量并分析土壤中铅元素的激光诱导击穿光谱(LIBS)特性。以铅的(Pb:405.78 nm)特征谱线作为分析线,测定不同铅浓度下的特征谱线强度。结果表明铅的质量分数在40×10-6~1350×10-6范围内,谱线强度随浓度的增加而增加。给出铅元素的定标曲线,并计算得到铅元素的检测限约为25.82×10-6质量分数。LIBS测量值与X射线荧光光谱(XRF)测量值的相对误差最大值为8%。     

中红外CH4检测中非对称椭球气室优化及实验研究

为了在中红外(MIR)CH4浓度检测中降低检测下限和提高探测灵敏度,提出了一种非对称椭球聚光镜气室。在充分考虑线光源和双窗口探测器外形及尺寸的条件下,建立了完备的非对称椭球聚光镜气室物理模型,导出了直射功率、反射功率、聚光效率和灵敏度系数的表达式。通过计算分析,得到了同时获得较高聚光效率和高灵敏度系数的条件,以及非对称椭球聚光镜的优化参数。利用优化制作的非对称椭球聚光镜气室,建立了CH4检测系统。检测结果显示,系统的检测下限约为5×10-6;低浓度范围(0~100×10-6)的探测灵敏度约为6~7×10-6;在高浓度范围内(1~40×10-3),探测灵敏度随气体浓度增加而增加,约为20~160×10-6。检测结果表明,优化后的CH4检测系统实现了较低的检测下限和较高的灵敏度。     

基于金银合金纳米线SERS活性基底的制备

首先采用液相软模板方法合成银纳米线,然后采用静电吸附法将带负电荷的银纳米线和带正电荷的金纳米颗粒组装形成金银合金纳米线。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线能谱分析仪(EDS)对材料的形貌和成分进行表征,结果表明金纳米颗粒被均匀吸附在银纳米线的表面。之后将金银合金纳米线偶联到氨基化处理后的硅片抛光面上,组装得到均匀、致密排列的金银合金纳米线表面增强喇曼散射(SERS)基底,该基底具有良好的重现性、均一性和SERS活性。使用尼罗蓝A (NBA)作为喇曼信号分子,SERS基底的最低检测浓度为7.93×10~(-10)mol/L,其分析增强因子(AEF)为6.31×10~7,SERS增强效应很高。此外金银合金纳米线具有高稳定性和良好的生物相容性,因此该基底在SERS生物传感方面具有广阔的应用前景。     

基于阵列式SERS基底快速和高灵敏检测黄瓜中百菌清残留

基于金纳米花(AuNF)的阵列式表面增强Raman散射(SERS)基底可实现黄瓜中百菌清残留的快速、高灵敏度和高通量检测。首先,通过一步合成法制备AuNF。然后,将AuNF组装在双面离型纸表面,以制备阵列式SERS基底。双面离型纸的疏水特性使AuNF富集,提供丰富的“热点”。以4-巯基苯甲酸(4-MBA)作为Raman信号分子,评估阵列式SERS基底的SERS增强效应,增强因子为4.28×10⁷。最后,基于阵列式SERS基底对黄瓜中百菌清残留进行检测。该SERS基底可快速检测黄瓜中百菌清残留,无需进行标记或复杂的前处理,其最低检测限(LOD)为5×10^-9 mol/L。与新制备基底相比,储存15天基底检测相同浓度百菌清的SERS强度仅下降到92.22%,重现性测试的相对标准偏差(RSD)为1.38%。并且该方法检测实际样品的结果与气相色谱法检测结果对比无明显差异。阵列式SERS基底表现出良好的灵敏度、稳定性、重现性和实用性,可实现黄瓜中百菌清残留的快速、高灵敏度和高通量检测。     

基于表面增强拉曼光谱的甲萘威水溶液检测分析

以表面增强试剂OTR202和OTR103作为表面增强拉曼光谱(SERS)的活性基底,探索建立甲萘威水溶液的SERS检测方法。首先对比分析了甲萘威水溶液的普通拉曼光谱与SERS。然后分析了表面增强试剂与待测样本的加入量对甲萘威水溶液的SERS的影响。最后分析了质量浓度在0.1~15.0 mg/L范围内的甲萘威水溶液的SERS,并以1374 cm-1处的特征峰强度与甲萘威水溶液浓度进行线性回归,得到线性方程为y=414.5x+481.59,决定系数R2=0.9864。试验结果表明该研究方法对甲萘威水溶液的检测限可达到0.1 mg/L,说明以表面增强试剂OTR202和OTR103为SERS活性基底的SERS检测方法可用于水中甲萘威残留检测。     

Fe~(3+)对植酸封端的金纳米颗粒SERS性能的影响

利用植酸(IP6)、柠檬酸三钠和硝酸银的氧化还原制备了银纳米粒子,基于银纳米粒子与氯金酸的置换反应制备了IP6封端的金纳米颗粒,研究了该纳米颗粒的粒径分布和组成,结果显示:该纳米颗粒的均匀性良好;通过合成表面增强拉曼散射(SERS)基底可以准确有效地检测拉曼探针,检测极限可以达到10~(-8) mol·L~(-1);当添加质量分数为0.28×10~(-6)～0.56×10~(-6)的Fe~(3+)时,IP6与Fe~(3+)形成的螯合物可以增加热点数,使SERS增强效果及检测灵敏度得到提升。     

积分球冷原子钟的探测光频率和强度噪声

对积分球冷原子钟(ISCAC)探测光的频率和强度噪声进行了理论分析和实验研究。通过功率稳定和杂散光去除,探测光相对强度噪声的功率谱密度在高频区域(0.1~10kHz)最大被压缩了15dB,同时探测光频率噪声对ISCAC频率稳定度的影响被降低至9τ~(-1/2)×10~(-15),其中τ为积分时间。理论分析结果表明,目前探测光频率噪声对ISCAC频率稳定度的影响为2.5τ~(-1/2)×10~(-13)。提出了一种减小探测光频率噪声影响的实验方案,即在钟周期一定时适当增大探测时间。采用这种方法,可以将探测光频率噪声对ISCAC频率稳定度的影响减小至9.4τ~(-1/2)×10~(-14)。     

基于金属-半导体-金属结构的Bi2Te3室温高响应率太赫兹探测器

基于二维拓扑绝缘体Bi_2Te_3材料利用微纳工艺制备了金属-拓扑绝缘体-金属(MTM)结构的太赫兹光电探测器.器件在0. 022 THz的响应率可达2×10~3A/W,噪声等效功率(NEP)低于7. 5×10~(-15)W/Hz~(1/2),探测率D~*高于1.62×10~(11)cm·Hz~(1/2)/W;在0. 166 THz的响应率可达281. 6 A/W,NEP低于5. 18×10~(-14)W/Hz~(1/2),D~*高于2. 2×10~(10)cm·Hz~(1/2)/W;在0. 332 THz的响应率可达7. 74 A/W,NEP低于1. 75×10~(-12)W/Hz~(1/2),D~*高于6. 7×10~8cm·Hz~(1/2)/W;同时器件在太赫兹波段具有小的时间常数(7～8μs).该项工作突破了传统光子探测的带间跃迁,实现了可室温工作、高响应率、高速响应以及高灵敏度的太赫兹探测器件.     

激光遥测甲烷气体最低可探测浓度

对一种使用单一激光源遥感检测甲烷方案的最低可探测的路径-积分浓度进行了理论分析和实验研究,该方案主要采用了频率调制及谐波探测技术。通过理论计算得出了最低可探测甲烷的路径-积分浓度大约为8.7×10-8m。实验中测得该探测系统的探测灵敏度为8.43×10-6m/mV,甲烷最低可探测路径-积分浓度为4.2×10-7m。结果表明该探测系统具有较高的探测灵敏度,完全满足对矿井瓦斯的实时监测要求。     

InAs/GaSb超晶格/GaSb体材料中短波双色红外探测器

采用GaSb体材料和InAs/GaSb超晶格分别作为短波与中波吸收材料,外延生长制备了NIPPIN型短中双色红外探测器。HRXRD及AFM测试表明,InAs/GaSb超晶格零级峰和GaSb峰半峰宽FWHM分别为17.57 arcsec和19.15 arcsec,10μm×10μm范围表面均方根粗糙度为1.82?。77 K下,SiO_2钝化器件最大阻抗与面积乘积值RA为5.58×10~5Ω?cm~2,暗电流密度为5.27×10~(-7)A?cm~(-2),侧壁电阻率为6.83×10~6Ω?cm。经阳极硫化后,器件最大RA值为1.86×10~6Ω?cm~2,暗电流密度为4.12×10~(-7)A?cm~(-2),侧壁电阻率为4.49×10~7Ω?cm。相同偏压下,硫化工艺使器件暗电流降低1-2个数量级,侧壁电阻率提高了1个数量级。对硫化器件进行了光谱响应测试,器件具有依赖偏压极性的低串扰双色探测性能,其短波通道与中波通道的50%截止波长分别为1.55μm和4.62μm,在1.44μm、2.7μm和4μm处,响应度分别为0.415 A/W、0.435 A/W和0.337 A/W。     

Hg~ 离子注入Hg_(1-x)Cd_x Te光伏探测器的进展

本文报导Hg~ 离子注入Hg_(1-x)Cd_xTe 光伏探测器最新的一些结果。经过挑选的二极管,在77°K 和降低背景条件下(即视场角=60°),测得3.7、8和10.1微米处峰值探测率分别等于2.8×10~(11),5.9×10~(10)和4×10~(10)厘米·赫~(1/2)·瓦~(-1),而量子效率均超过90%。1.2×10~(-3)厘米~2的探测器,在5微米处观察到零偏压电阻与面积的乘积高于10~4欧·厘米~2,在9.5微米处高于24欧·厘米~2。电容—电压测量指出,结是突变的,在强的反向偏压下出现反常效应。面积为3×10~(-4)厘米~2的二极管,响应时问是1毫微秒。     

基于离轴积分腔的海水溶解气体实时检测技术研究北大核心CSCD

海水水合物富集区的特征分析可作为深海可燃冰勘探的重要依据。为了实时分析海水溶解气体,采用离轴积分腔输出光谱技术(ICOS)对利用膜分离获得的溶解气体进行了实时检测。实验搭建了适合深海走航观测的精密光谱分析仪器,并进行了理论分析和实验验证,实验得到CH_(4)的浓度(体积比)探测范围为1.073×10^(−8)∼1×10^(−3),CO_(2)的浓度(体积比)探测范围为3.39×10^(−6)∼1×10^(−2),CH_(4)同位素丰度的测量精度为1.2‰,CO_(2)同位素丰度的测量精度为1.74‰。实验结果表明,系统具有良好的灵敏度和稳定性,可以实现深海连续走航观测。     

汞离子注入的8～14微米Hg_(1-x)Cd_xTe红外光伏探测器

将Hg注入到Hg_(1-x)Cd_xTe中,制成2～14微米带的p-n结光伏探测器。在上述整个波长范围内都已制得了高灵敏度光电二极管。最有意义的是在8～14微米范围内的那些结果。其峰值探测度优于10~(10)厘米赫~(1/2)瓦~(-1),零偏压电阻与面积的乘积在2.4～0.12欧厘米~2之间,比响应率在1.2×10~4和5×10~2伏瓦~(-1)之间,量子效率在65％和45％间。     

基于纳米Au胶表面增强拉曼光谱对水中链霉素残留量的快速检测

为实现快速检测水中硫酸链霉素(STR)的残留,探 索建立一种STR水溶液的表面增强拉曼光谱(SERS,surface enhanced Raman spectroscopy)检测方法。应用电磁炉加热以柠檬酸三钠还原氯金酸(HAucl ₄)制成的Au胶纳米颗 粒作为表面增强基底,先后分析了Au胶纳米颗粒的吸收光谱、STR水溶液的SERS以及拉曼峰 归属; 然后确定了最佳的光谱仪功率、Au胶纳米颗粒的加入量和吸附时间;最后以1031cm－1处拉曼峰作为特征峰 建立STR水溶液的标定曲线,并对标定曲线的准确度和精确度进行验证。实验结果表 明,当水中STR质量浓度范围为2.0~20.0 mg/L时,1031 cm－1处的拉曼峰强度与STR水溶液的质量浓度有良好的线性关系, 线性方程为Y=293.31X+435.42, 决定系数R²为0.933 。真实值与预测值之间的R²为0.964,均方 根误 差(RMSEP)为1.3043mg/L,回收率为92.1~133.0%,相 对标准偏差(RSD,n=5)为0.88~2.41%。     

基于红外光谱技术的秸秆还田环境下土壤氨挥发特征分析（英文）

研究氨近红外光谱特性并建立浓度反演算法模型,重点优化相关性分析和温度修正功能.利用开放式激光吸收光谱技术建立氨区域监测系统,于2015年在安徽涡阳秸秆还田示范区开展监测实验,研究玉米和小麦种植情况下的土壤氨挥发特征.研究结果表明,氨浓度具有日变化趋势:白天浓度上升在正午达到最高值,逐步降低到夜间至最小值.夏、秋季典型小时浓度变化范围为0.6×10~(-3)~1.34×10~(-3)mmol/mol和1.14×10~(-3)~1.82×10~(-3)mmol/mol,秋季玉米和夏季小麦秸秆还田的最大氨日均浓度为4.6×10~(-4)mmol/mol和1.7×10~(-3)mmol/mol,还田一个多月后氨浓度明显上升,并存在一定季节性差异.近红外光谱技术为明晰土壤氨排放规律提供了技术支持.     

平面型Pb_(0.8)Sn(0.2)Te光电二极管研制工作

在经过退火处理、载流子浓度为2×10~(17)厘米~(-3)、迁移率为2.3×10~4厘米~2·伏叫~(-1)·秒~(-1)叫的块状Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te 材料上,通过蒸发厚度为几百埃的铟层,然后再经温度在100—200℃范围的短时间热处理,已制成了在77°K 工作、敏感红外辐射达11微米的平面光电二极管列阵。用这种工艺所制成的光电二极管具有峰值探测率2×10~(10)厘米·赫~(1/2)·瓦~(-1),其结面积与零偏压电阻的乘积为0.8欧姆·厘米~2,量子效率为45%。本文介绍器件的特性及制备详情。     

热电相干辐射探测器的现状及其展望

在中频范围内,已经提出用常用的热电材料以外差方式可以达到的极限参数的理论值。实际测量TGS探测器给出的噪声等效功率在10.6微米为2×10~(-15)瓦赫~(-1),在337微米为1×10~(-12)瓦赫~(-1),在3厘米为8×10~(-13)瓦赫~(-1),所用的频率分别为20千赫、800赫和1千赫。     

用气相生长方法制备8—14微米光电二极管用的PbSnTe材料

用闭管有籽晶的气相输运方法,已生长了直经19mm,最大长度25cm 的Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te 单晶梨晶体。晶体生长是在设有等温‘热管’的炉中进行的,生长过程中的炉温分布能方便地加以控制。生长速率选择为2—2.5克/天。扫描X 射线结构分析显示良好的晶性。晶体上割下的薄片经退火处理后,载流子浓度为1-2×10~(17)厘米~(-3),迁移率为2-3×10~4厘米~2/伏·秒(p 型,77°K)。用这种材料所制造的光电二极管峰值探测率达2×10~(10)厘米·赫`(1/2)·瓦~(-1)。     

基于光声光谱技术的CO气体探测

搭建了基于2.3μm中红外可调谐二极管激光器的CO气体的光声光谱测量系统,并选取4300.699 cm~(-1)处的CO吸收谱线作为传感目标。为了消除较长的CO分子弛豫时间对测量的影响,采用在实验气体中混入水汽的方式来增强光声信号。通过优化调制参数确定出系统的最佳调制振幅和调制频率分别为4.29 cm~(-1)和785 Hz。在最优的实验条件下,所选谱线的二次谐波信号与CO浓度间具有良好的线性关系,其线性度为0.994,利用该关系反演出空气中CO的体积分数约为2.13×10~(-6)。最后利用Allan方差对干湿条件系统的长期稳定性进行了分析,得到系统在干湿条件下的探测极限分别为1.18×10~(-7)和0.58×10~(-7),验证了水汽的加入可以有效提高系统对CO的探测灵敏度。