泥沙颗粒表面电荷分布的初步研究

泥沙颗粒表面电荷分布，是研究其与污染物之间吸附和解吸的基础．本文以石英砂颗粒为例，利用扫描探针显微镜（SPM）中的静电力显微镜（EFM）测量技术，用相位成像模式测量了石英砂颗粒表面的微形貌和电荷分布，并统计了两者间的关系．研究表明，石英砂颗粒表面形貌复杂，表面形貌对电荷分布影响较大，电荷大多集中在颗粒表面的鞍部、凸起和凹地部位，而在凹槽、凸脊和平坦部位分布较少．上述研究为揭示其吸附机理和进一步研究天然河流泥沙颗粒的相关性质奠定了基础．     

激光聚变靶球充气微孔扫描探针加工技术研究

为解决核聚变激光靶球诊断气体充气问题及满足充气微孔良好的堵胶工艺性, 基于扫描探针显微镜的金刚石探针为工具, 采用接触力扫描方式对靶球充气微孔进行了微加工工艺研究. 研究了金刚石针尖扫描方向、扫描速度及扫描接触压力等工艺参数对微孔形成的影响, 得到了较准确的锥状孔型, 其孔型尺寸与加工精度满足微孔充气及其堵胶工艺性的要求. 实验结果表明, 利用扫描探针显微镜作为工具并通过加工工艺研究, 可以实现靶球充气锥型微孔的精确加工, 为靶球高Z气体的注入提供了一种新的实用技术.     

电化学三维微沉积技术及其研究进展

电化学沉积加工技术是一种以原子量级逐层堆叠方式来进行金属基材料制备与零件制造的特种加工技术,具有适用材料广、实施温度低(一般70℃以下)、应用形式灵活、易于控性控形、不受尺寸限制等优点,在面向金属微增材制造方面颇具发展潜能.本文主要介绍了以电化学沉积工艺为主体来制造三维金属微结构与零件的代表性技术,包括掩膜电沉积、即膜沉积、electrochemical fabrication(EFAB)、局域生长电沉积、喷射电沉积、电化学打印、月牙形电解液约束三维电沉积成形、电化学扫描隧道显微镜技术等,着重阐释了它们的工艺原理、关键技术、优势与不足以及存在的主要问题和挑战,并对该技术领域未来的发展趋势和研究重点进行了展望.     

面向AFM的纳米目标快速重定位方法

原子力显微镜（atomic force microscope,AFM）具有极高的观测分辨率和作业精度,在纳米材料表征与纳米器件组装方面发挥了不可替代的作用.AFM工作区域的选取依赖于光学显微镜,受可见光波波长的限制,光学显微镜的分辨率一般不超过200 nm,这导致光学显微镜无法有效辨识AFM观测目标样本所在的区域.当样本被移动或者更换AFM扫描探针引起样本与探针针尖的相对位置发生变化时,如何重新将AFM探针精确定位到原观测/操作区域具有非常大的挑战性.本文研究提出了一种新的免标记探针重定位方法,综合考虑了样本角度旋转与位置偏移两个因素,首先利用光学显微镜选取样本基底上易于识别的自然特征作为参照点,基于坐标变换原理实现微米级精度的探针盲定位,进而通过AFM扫描图像的匹配获得X-Y水平方向的位置偏差,通过修改AFM的扫描参数实现纳米目标的原位快速精确重定位.该方法的优点在于不需要在纳米目标样本操作区域上制作特殊的标记,操作过程简单、定位快速、定位范围较广且具有极高的重定位精度.对纳米小球、单壁碳纳米管（single-walled carbon nanotubes,SWCNTs）、纳米划痕等样本的重定位实验验证了该方法的实用性和高效性.     

测量和控制生物大分子--物理学和生物学交叉的一个热点

本文讨论了测量和控制生物大分子的技术,介绍了扫描探针显微镜、扫描近场光学显微镜和光镊等以及它们的应用。     

水中全氟化合物电化学去除技术研究进展

全氟化合物(perfluorinated compounds,PFCs)是一类人工合成的难降解有机污染物.PFCs长期大量使用导致其在水环境中普遍存在,并且已在人体中检出.传统的生物处理技术对PFCs几乎没有去除效果,研究高效去除水体中PFCs的实用化技术成为了环境领域的研究热点.本文综述了电化学氧化、电絮凝和电吸附等电化学技术在PFCs废水处理中的研究进展,详细阐述了不同电化学处理技术对PFCs的去除效率、影响因素以及去除机理,并对今后水体中PFCs电化学去除技术研究提出了展望.     

亚微米PZT阵列制备及铁电性能研究

采用感光溶胶-凝胶法, 在ITO/石英基板上制备了具有紫外感光性的PZT前驱溶胶及凝胶薄膜. 利用薄膜自身的感光性, 采用He-Cd紫外激光双光束干涉和二次曝光工艺, 结合有机溶剂溶洗和600℃, 15 min热处理, 制备了点阵周期为1 μm, 阵列格点尺寸为480 nm×480 nm×40 nm的PZT薄膜阵列. 并将原子力显微镜(AFM)和铁电测试仪联用, 采用具有导电涂层的探针, 通过扫描获得铁电阵列的三维图像. 据此图像, 把探针定位于特定的微小格点上, 由铁电仪通过AFM探针提供电压, 并经探针将测试信号反馈给铁电仪, 以获得格点的电滞回线. 结果表明, 亚微米量级的PZT阵点随外电场的变化可以实现极化反转, 表现出明显的铁电特性.     

生物活性物质的电致化学发光检测

电致化学发光是通过电极上直接或间接发生的电化学反应而产生的一种化学发光,因此电致化学发光检测是在化学发光和电化学基础上发展起来的一种新的分析技术。电致化学发光检测技术不但保留了化学发光分析和电化学分析固有的优点,同时还具有其自身的优点,如所发生的化学发光反应易于控制;方法更灵敏,更具有选择性;可以获得更多的化学信息;扩大了化学发光方法可检测的范围;更易于与现代分离技术联用。生物体中很多生物活性物质具有电活性,因此用现代电化学技术研究其电化学行为具有重要的理论意义和实际应用价值。生物体中的生物活性物质通常浓度很低,并且成分复杂,因此分离检测生物体中生物活性物质非常困难。由于电致化学发光检测具有灵敏度高,选择性好的特点,无疑是检测生物体中生物活性物质的强有力工具,如果它能与HPLC、CE及FIA等现代分离技术相结合,将表现出更加强大的生命力。     

高焓流动中电子密度的静电探针测试技术研究

高焓激波风洞能够产生模拟高马赫数飞行条件的气流总温,是研究高温气体效应以及通讯中断问题的有效地面试验设备.本文在JF-10高焓激波风洞总焓16 MJ/kg、总温7900 K的高超声速试验气流状态下,采用能够获得足够空间分辨率且不影响流场结构的针状探针,发展了静电探针测试技术并对10°尖劈模型流场进行了电子密度测量.试验结果表明:研制的探针能够获得模型流场空间电子密度分布规律且具有较好的测量重复性;恒定偏压方法能够获得耦合流场参数的无量纲电子密度,而发展的新型高频扫描电路能有效降低扫描电路中的干扰噪音,提高测量的精度,获得定量电子密度值.     

基于置换图的便笺存储器分配

在当今的嵌入式系统中,广泛地将片上存储器组织为软件管理的便笺存储器(SPM).Li等研究发现,对于很多嵌入式应用,其相干图中的数组生存期满足包含性.他们证明了满足生存期包含性的数组相干图为超完美图,并提出了一个基于超完美图的SPM分配算法.他们的算法在面向嵌入式应用的SPM分配上获得了当前最好的性能.本文进一步证明满足生存期包含性的数组相干图为置换图.置换图是超完美图的一个子类.在现有技术的情况下,置换图在判定及区间着色方面比超完美图有优势,如存在线性时间的识别算法,存在线性时间的最优区间着色算法.基于此理论结果,我们将Li等的算法在保留原算法逻辑的基础上,改进为基于置换图.实验表明,改进后的算法在很多不满足生存期包含性的相干图上仍能取得最优SPM分配,获得比基于超完美图的分配算法更好的分配结果.