当前位置: 仪器信息网 > 行业主题 > >

量子化

仪器信息网量子化专题为您整合量子化相关的最新文章,在量子化专题,您不仅可以免费浏览量子化的资讯, 同时您还可以浏览量子化的相关资料、解决方案,参与社区量子化话题讨论。

量子化相关的论坛

  • 黎书华_量子化学_合集

    黎书华_量子化学_合集[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=15595]黎书华_量子化学_合集[/url]

  • 什么是“计量单位量子化”和“量值传递扁平化”?

    《质量强国建设纲要》在第二十三条“加强质量基础设施能力建设”中这样表述——“突破量子化计量及扁平化量值传递关键技术”。什么是“计量单位量子化”和“量值传递扁平化”?这涉及国际单位制SI的变革。国际单位制是全球统一的计量单位制,其核心是7个基本单位,即时间单位“秒”、长度单位“米”、质量单位“千克”、热力学温度“开尔文”、电流单位“安培”、发光强度单位“坎德拉”和物质的量单位“摩尔”。在量值传递方面,单位“米”的基准是实物米尺,各个国家的基准米尺都需要溯源到国际计量局的国际米原器进行校准,然后通过实物传递到省一级、市一级、县一级,且一级级地进行校准。传递的过程越长,其精度的损失就越大。

  • 【ICP参数解读--编号3】SCD、CID与CCD检测器、量子化效率

    不知道大家有谁知道SCD、CID和CCD,问题:1、SCD、CID和CCD分别是什么检测器?1、为什么有的ICPOES用CID检测器,有的用CCD检测器,有的用SCD检测器,这三者有什么区别?2、应用方面,检测效果SCD、CID与CCD上有什么优缺点?3、量子化效率:500nm 55%,200nm 10%是什么意思,是不是量子化效率越高越好?

  • 【求助】请问谁会做SPM图像的量子化分析?

    请问谁会做SPM图像的量子化分析?就是像别人用SPM扫出图片,然后对其进行量子化分析,高斯分析,可以得到其分子的立体模型,键长等。不知谁会做,请指教,或者用什么软件可以做到!谢谢!

  • 【原创】沉痛悼念--中国量子化学之父唐敖庆仙逝

    今天,中国量子化学之父、中国科学院院士唐敖庆先生的遗体告别仪式在北京举行。  告别仪式简单得不能再简单。没有主持人,愿意来的人就三鞠躬送别先生。[em0818] [em0818] [em0818] [em0818] [em0818] [em0818] 详情见:http://www.instrument.com.cn/news/2008/020977.shtml

  • 【资料】熊猫请问--反相高效液相色谱保留因子模型参数的量子化学研究

    反相高效液相色谱保留因子模型参数的量子化学研究色谱中保留因子方程参数的确定对色谱分离条件的优化选择十分重要。以甲醇-水为流动相,我们曾尝试建立保留因子方程参数与苯系衍生物前线轨道能量之间的关系[]。本文以乙腈/水体系为流动相,对上述关系作一探讨。[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=111070]反相高效液相色谱保留因子模型参数的量子化学研究[/url]

  • 【求助】过氧化氢H2O2的量子化学性质(谢谢大家)

    [size=3][font=宋体]过氧化氢[/font][font=Times New Roman]H2O2[/font][font=宋体]的量子化学性质(其中字母后[/font][font=Times New Roman]1,2,3,4[/font][font=宋体]仅为原子编号)[/font][/size][size=3][font=宋体]键长:[/font][font=Times New Roman]H1-O2,O2-O3,O3-H4[/font][/size][size=3][font=宋体]键角:[/font][font=Times New Roman]H1-O2-O3,O2-O3-H4[/font][/size][size=3][font=宋体]电荷:[/font][font=Times New Roman]H1,O2,O3,H4[/font][/size][font=宋体][size=3]能量[/size][/font][font=宋体][size=3]偶极矩[/size][/font][font=宋体][size=3]频率[/size][/font][font=宋体][size=3]前线分子轨道能量和能级间隔求以上性质的标准值,谢谢大家!!![/size][/font]

  • 量子计算机出现了,分析仪器会量子化吗?——5月加2钻石币

    雷锋网快讯,中国科学院5月3日在上海举行新闻发布会,对外宣布世界首台10比特光量子计算机研发成功。[align=center][img]http://p0.ifengimg.com/pmop/2017/0503/5C93BAFAD9CC234398C76294158143B49BF42BF4_size38_w600_h450.jpeg[/img][/align][align=center]图为发布会现场[/align]这项世界领先的量子计算机来自于中国科学技术大学潘建伟教授及其同事陆朝阳、朱晓波等,并联合浙江大学王浩华教授研究组一同攻关。这台具有10个量子位的光量子计算机克服了以往同类型量子计算机的量子位数目受限和低采样率的问题,计算机采用的架构还具有继续增加量子位数目和提高采样率的能力。今天在上海,世界首台超越早期经典计算机的量子计算机宣告问世。在光学体系上,该研究团队在2016年已实现国际最高水平的十光子纠缠操纵。今年,在这一基础上,又利用我国自主研发的高品质量子点单光子源构建了世界首台在性能上能够超越早期经典计算机的单光子量子计算机,通过发展全局纠缠操作,成功实现了目前世界上最大数目的超导量子比特的纠缠和完整的测量。最新实验测试表明,该原型机的“玻色取样”速度比国际同行之前所有类似的实验加快至少24000倍,比人类历史上第一台电子管计算机(ENIAC)和第一台晶体管计算机(TRADIC)运行速度快10-100倍。[align=center][img]http://p0.ifengimg.com/pmop/2017/0503/57549A27AA08E359E8008616BDA8057B2DD08C7C_size79_w600_h402.jpeg[/img][/align][align=center]图为光量子实验室照片[/align]业内进展方面,D-Wave已于2017年发布了具有2000个量子位的量子退火计算机2000Q。但由于D-Wave这一类型的计算机只能执行“量子退火”一种算法,它的应用受到限制,即便业内也对D-Wave是否是真正的量子计算机有诸多争议。MIT于2016年制造出了具有5个量子位的原子阱量子计算机,并成功用Shor算法进行了因数分解实验。谷歌也于2016年7月表明了自己要建立世界上第一台超高性能量子计算机的愿景,不过目前还未看到后续进展。目前的量子计算机还不能完成传统计算机所能完成的各种任务。存储和计算原理不同,传统计算机的每一位只能传输“0”或“1”中的某一个,而量子计算机可以传输和计算“0”或“1”的叠加态,然后对同样处在“0”或“1”叠加态的结果进行测量,以一定概率的概率得到结果,并配合反复测量,得到传统的非叠加态结果。但某一些特定的运算,利用量子计算机的计算特点可以很快解决,比如对大数进行因子分解的Shor算法(可以用于破解传统计算机加密)、量子退火算法(对复杂优化问题进行最值求解)、Grover量子搜索算法(在很大的集合中寻找指定的元素),传统计算机进行类似的计算,所需时间与任务复杂度成几何级数增加,甚至几乎不能计算,但量子计算机所需的时间仅仅是线性增加而已。[url=http://www.ifeng.com/][img]http://p2.ifengimg.com/a/2016/0810/204c433878d5cf9size1_w16_h16.png[/img][/url]

  • 计量单位将迎来量子化时代

    《计量资讯速递》消息  人们日常所用的“米”“秒”“千克”等计量单位,将被重新定义。记者日前从中国计量院主办的“展望2025——国际计量发展重大挑战”国际研讨会上了解到,当前国际计量体系正在经历历史性变革,国际单位制将以量子等自然界基本常数为基础重新定义。国际计量委员会正在起草关于重新修订国际单位制的草案,且有望于2018年被国际计量大会采纳。计量将向先进制造、医学、新能源等新兴产业和领域发展,带来广泛而深刻的影响。

  • 【分享】量子物理百年回顾

    20世纪最有影响的科学进展应当包含广义相对论、量子力学、宇宙大爆炸、遗传密码的破译、生物进化理论和其他一些读者喜欢的课题。在这些进展当中,量子力学深层次的根本属性使得它处在一个最为独特的位置。它迫使物理学家们改造他们关于实在的观念;迫使他们重新审视事物最深层次的本性;迫使他们修正位置和速度的概念以及原因和结果的定义。  尽管量子力学是为描述远离我们的日常生活经验的抽象原子世界而创立的,但它对我们日常生活的影响无比巨大。没有量子力学作为工具,就不可能有化学、生物、医学以及其他每一个关键学科的引人入胜的进展。没有量子力学就没有全球经济可言,因为作为量子力学的产物的电子学革命将我们带入了计算机时代。同时,光子学的革命也将我们带入信息时代。量子物理的杰作改变了我们的世界,科学革命为这个世界带来了的福音,也带来了潜在的威胁。  量子力学既不象广义相对论那样来自于对引力与几何关系的光辉洞察力,也不象DNA的破译那样揭开了生物学一个新的世界的神秘面纱,它的起源不是一步到位的,是历史上少有的天才荟萃在一起共同创造了它。量子的概念如此的令人困惑以至于在引入它以后的20年中几乎没有什么根本性的进展,后来一小撮物理学家花了三年时间创立了量子力学。这些科学家为自己所做的事情所困扰,甚至有时对自己的所作所为感到失望。  或许用下面的一段观察资料能最好地描述这个至关重要但又难以捉摸的理论的独特地位:量子理论是科学史上能最精确地被实验检验的理论,是科学史上最成功的理论。量子力学深深地困扰了它的创立者,然而,直到它本质上被表述成通用形式75年后的今天,一些科学界的精英们尽管承认它强大的威力,却仍然对它的基础和基本阐释不满意。  今年是马克斯• 普朗克(Max Planck)提出量子概念100周年。在他关于热辐射的经典论文中,普朗克假定振动系统的总能量不能连续改变,而是以不连续的能量子形式从一个值跳到另一个值。能量子的概念太激进了,普朗克后来将它搁置下来。随后,爱因斯坦在1905年(这一年对他来说是非凡的一年)认识到光量子化的潜在意义。不过量子的观念太离奇了,后来几乎没有根本性的进展。现代量子理论的创立则是斩新的一代物理学家花了20多年时间的结晶。  您只要看一下量子理论诞生以前的物理学就能体会到量子物理的革命性影响。1890年到1900年间的物理期刊论文基本上是关于原子光谱和物质其他一些基本的可以测量的属性的文章,如粘性、弹性、电导率、热导率、膨胀系数、折射系数以及热弹性系数等。由于维多利亚型的工作机制和精巧的实验方法的发展的刺激,知识以巨大的速度累积。  然而,在同时代人看来最显著的事情是对于物质属性的简明描述基本上是经验性的。成千上万页的光谱数据罗列了大量元素波长的精确值,但是谁都不知光谱线为何会出现,更不知道它们所传递的信息。对热导率和电导率的模型解释仅符合大约半数的事实。虽有不计其数的经验定律,但都很难令人满意。比如说,Dulong-Petit定律建立了比热和物质的原子重量的简单关系,但是它有时好使,有时不好使。在多数情况下同体积气体的质量比满足简单的整数关系。元素周期表尽管为化学的繁荣提供了关键的组织规则,但也无任何理论基础。  在众多的伟大的革命性进展中,量子力学提供了一种定量的物质理论。现在,我们原则上可以理解原子结构的每一个细节;周期表也能简单自然地加以解释;巨额的光谱排列也纳入了一个优雅的理论框架。量子力学为定量的理解分子,流体和固体,导体和半导体提供了便利。它能解释诸如超流体和超导体等怪异现象,能解释诸如中子星和玻色-爱因斯坦凝聚(在这种现象里气体中所有原子的行为象一个单一的超大原子)等奇异的物质聚集形式。量子力学为所有的科学分支和每一项高技术提供了关键的工具。  量子物理实际上包含两个方面。一个是原子层次的物质理论:量子力学;正是它我们才能理解和操纵物质世界。另一个是量子场论,它在科学中起到一个完全不同的作用,稍后我们再回到它上面来。 旧量子论  量子革命的导火线不是对物质的研究,而是辐射问题。具体的挑战是理解黑体(即某种热的物体)辐射的光谱。烤过火的人都很熟悉这样一种现象:热的物体发光,越热发出的光越明亮。光谱的范围很广,当温度升高时,光谱的峰值从红线向黄线移动,然后又向蓝线移动(这些不是我们能直接看见的)。  结合热力学和电磁学的概念似乎可以对光谱的形状作出解释,不过所有的尝试均以失败告终。然而,普朗克假定振动电子辐射的光的能量是量子化的,从而得到一个表达式,与实验符合得相当完美。但是他也充分认识到,理论本身是很荒唐的,就像他后来所说的那样:“量子化只不过是一个走投无路的做法”。  普朗克将他的量子假设应用到辐射体表面振子的能量上,如果没有新秀阿尔伯特• 爱因斯坦(Albert Einstein),量子物理恐怕要至此结束。1905年,他毫不犹豫的断定:如果振子的能量是量子化的,那么产生光的电磁场的能量也应该是量子化的。尽管麦克斯韦理论以及一个多世纪的权威性实验都表明光具有波动性,爱因斯坦的理论还是蕴含了光的粒子性行为。随后十多年的光电效应实验显示仅当光的能量到达一些离散的量值时才能被吸收,这些能量就像是被一个个粒子携带着一样。光的波粒二象性取决于你观察问题的着眼点,这是始终贯穿于量子物理且令人头痛的实例之一,它成为接下来20年中理论上的难题。  辐射难题促成了通往量子理论的第一步,物质悖论则促成了第二步。众所周知,原子包含正负两种电荷的粒子,异号电荷相互吸引。根据电磁理论,正负电荷彼此将螺旋式的靠近,辐射出光谱范围宽广的光,直到原子坍塌为止。  接着,又是一个新秀尼尔斯• 玻尔(Niels Bohr)迈出了决定性的一步。1913年,玻尔提出了一个激进的假设:原子中的电子只能处于包含基态在内的定态上,电子在两个定态之间跃迁而改变它的能量,同时辐射出一定波长的光,光的波长取决于定态之间的能量差。结合已知的定律和这一离奇的假设,玻尔扫清了原子稳定性的问题。玻尔的理论充满了矛盾,但是为氢原子光谱提供了定量的描述。他认识到他的模型的成功之处和缺陷。凭借惊人的预见力,他聚集了一批物理学家创立了新的物理学。一代年轻的物理学家花了12年时间终于实现了他的梦想。  开始时,发展玻尔量子论(习惯上称为旧量子论)的尝试遭受了一次又一次的失败。接着一系列的进展完全改变了思想的进程。

  • 【分享】量子论与原子结构

    【分享】量子论与原子结构

    量子论与原子结构[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=15189]量子论与原子结构[/url]理论物理第二卷量子论与原子结构吴大猷, 1977目录:甲部:1 黑体辐射2 爱因斯坦之光量子理论与波-质点之二象性3 固体比热与量子论4 氢原子的Bohr理论5 Bohr理论之改进(Sommerfeld理论)6 空间量子化与Zeeman效应7 对应原理8 古典力学对于量子论之应用9 爱因斯坦的跃迁理论10 分子的振动-转动光谱11 Boltzmann, Bose-Einstein与Fermi-Dirac统计:在量子论的应用乙部:1 原子光谱的经验结果2 电子自旋3 自旋-轨道交互作用与光谱线的精细结构4 Zeeman效应:弱磁场与强磁场5 Pauli原理与元素周期表6 多电子组态的原子能级7 超精细结构与核矩8 Stark效应9 原子与离子之Thomas-Fermi电位10 单电子原子:非Coulomb场之能量11 X-射线光谱12 量子论所遭遇的困难 [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/09/200809010253_106589_1611921_3.jpg[/img]

  • 【分享】我国能量天平质量量子基准研究取得核心技术突破

    4月29日,由中国计量科学研究院承担的国家科技支撑计划课题“能量天平质量量子基准研究”通过国家质检总局组织的专家验收。该课题通过“能量天平”方案,开展对普朗克常数测量和质量量子基准及其关键技术的研究,建立能量天平法测量普朗克常数装置,使我国首次具备普朗克常数测量和千克基准稳定性绝对测量能力,成为国际上第四个可以独立测量普朗克常数的国家,步入国际计量前沿研究行列。 计量基准的准确与否,需要国际单位制的七个基本单位的保证。为适应经济和社会发展对计量准确度日益提高的要求,20世纪下半叶开始,国际计量界已陆续研制了一系列量子计量基准代替沿用多年的实物计量基准,来复现和保存国际单位制的基本单位。质量单位“千克”是目前国际单位制的7个基本物理量中唯一依靠实物基准保存和复现的一个物理量。实现质量基准的量子化——用某种量子计量基准来代替尚在使用的国际千克原器这一实物基准,重新准确定义质量单位,是国际计量界经典计量难题中最后的堡垒。 为解决这一难题,目前已有多个先进国家计量院开展了此方面的研究,并提出了若干种解决方案。在国家“十一五”科技支撑计划重点项目“以量子物理为基础的现代计量基准研究”的支持下,中国计量科学研究院开展了此方面的研究。

  • 【分享】量子电动力学

    量子电动力学(Quantum Electrodynamics,简写为QED),是量子场论中最成熟的一个分支,它研究的对象是电磁相互作用的量子性质(即光子的发射和吸收)、带电粒子的产生和湮没、带电粒子间的散射、带电粒子与光子间的散射等等。它概括了原子物理、分子物理、固体物理、核物理和粒子物理各个领域中的电磁相互作用的基本原理。  量子电动力学是从量子力学发展而来。量子力学可以用微扰方法来处理光的吸收和受激发射,但却不能处理光的自发射。电磁场的量子化会遇到所谓的真空涨落问题。在用微扰方法计算高一级近似时,往往会出现发散困难,即计算结果变成无穷大,因而失去了确定意义。后来,人们利用电荷守恒消去了无穷大,并证明光子的静止质量为零。量子电动力学得以确立。量子电动力学克服了无穷大困难,理论结果可以计算到任意精度,并与实验符合得很好,量子电动力学的理论预言也被实验所证实。到20世纪40年代末50年代初,完备的量子电动力学理论被确立,并大获全胜。  量子电动力学认为,两个带电粒子(比如两个电子)是通过互相交换光子而相互作用的。这种交换可以有很多种不同的方式。最简单的,是其中一个电子发射出一个光子,另一个电子吸收这个光子。稍微复杂一点,一个电子发射出一个光子后,那光子又可以变成一对电子和正电子,这个正负电子对可以随后一起湮灭为光子,也可以由其中的那个正电子与原先的一个电子一起湮灭,使得结果看起来像是原先的电子运动到了新产生的那个电子的位置。更复杂的,产生出来的正负电子对还可以进一步发射光子,光子可以在变成正负电子对……而所有这些复杂的过程,最终表现为两个电子之间的相互作用。量子电动力学的计算表明,不同复杂程度的交换方式,对最终作用的贡献是不一样的。它们的贡献随着过程中光子的吸收或发射次数呈指数式下降,而这个指数的底,正好就是精细结构常数。或者说,在量子电动力学中,任何电磁现象都可以用精细结构常数的幂级数来表达。这样一来,精细结构常数就具有了全新的含义:它是电磁相互作用中电荷之间耦合强度的一种度量,或者说,它就是电磁相互作用的强度。

  • “量子反常霍尔效应”离诺贝尔物理奖有多近?

    我国科学家首次发现“量子反常霍尔效应”这一科研成果离诺贝尔物理奖有多近2013年04月11日 来源: 中国科技网 作者: 林莉君 李大庆 http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130410/051365597244421_change_wtt3427_b.jpg量子反常霍尔效应的示意图,拓扑非平庸的能带结构产生具有手征性的边缘态,从而导致量子反常霍尔效应 http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130410/051365597244437_change_wtt3428_b.jpg理论计算得到的磁性拓扑绝缘体多层膜的能带结构和相应的霍尔电导 “这个研究成果是从中国实验室里,第一次发表出来了诺贝尔物理奖级别的论文,这不仅是清华大学、中科院的喜事,也是整个国家发展中喜事。”4月10日,诺贝尔物理奖得主、清华大学高等研究院名誉院长杨振宁教授高度评价了我国科学家的重大发现——量子反常霍尔效应。 由清华大学薛其坤院士领衔、清华大学物理系和中科院物理研究所组成的实验团队从实验上首次观测到量子反常霍尔效应。美国《科学》杂志于3月14日在线发表这一研究成果。由于此前和量子霍尔效应有关的科研成果已经3获诺贝尔奖,学术界很多人士对这项“可能是量子霍尔效应家族最后一个重要成员”的研究给予了极高的关注和期望。那么什么是量子反常霍尔效应?对它的研究为什么引起世界各国科学家的兴趣?它的发现有什么重大意义? 重要性 突破摩尔定律瓶颈 加速推动信息技术革命进程 在认识量子反常霍尔效应之前,让我们先来了解一下量子霍尔效应。量子霍尔效应,于1980年被德国科学家发现,是整个凝聚态物理领域中重要、最基本的量子效应之一。它的应用前景非常广泛。 薛其坤院士举了个简单的例子:我们使用计算机的时候,会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题。这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗。而量子霍尔效应则可以对电子的运动制定一个规则,让它们在各自的跑道上“一往无前”地前进。“这就好比一辆高级跑车,常态下是在拥挤的农贸市场上前进,而在量子霍尔效应下,则可以在‘各行其道、互不干扰’的高速路上前进。”薛其坤打了个形象的比喻。 然而,量子霍尔效应的产生需要非常强的磁场,“相当于外加10个计算机大的磁铁,这不但体积庞大,而且价格昂贵,不适合个人电脑和便携式计算机。”薛其坤说,而量子反常霍尔效应的美妙之处是不需要任何外加磁场,在零磁场中就可以实现量子霍尔态,更容易应用到人们日常所需的电子器件中。 自1988年开始,就不断有理论物理学家提出各种方案,然而在实验上没有取得任何进展。2006年, 美国斯坦福大学张首晟教授领导的理论组成功地预言了二维拓扑绝缘体中的量子自旋霍尔效应,并于2008年指出了在磁性掺杂的拓扑绝缘体中实现量子反常霍尔效应的新方向。2010年,我国理论物理学家方忠、戴希等与张首晟教授合作,提出磁性掺杂的三维拓扑绝缘体有可能是实现量子化反常霍尔效应的最佳体系。这个方案引起了国际学术界的广泛关注。德国、美国、日本等有多个世界一流的研究组沿着这个思路在实验上寻找量子反常霍尔效应,但一直没有取得突破。 薛其坤团队经过近4年的研究,生长测量了1000多个样品。最终,他们利用分子束外延方法,生长出了高质量的Cr掺杂(Bi,Sb)2Te3拓扑绝缘体磁性薄膜,并在极低温输运测量装置上成功观测到了量子反常霍尔效应。 “量子反常霍尔效应可在未来解决摩尔定律瓶颈问题,它发现或将带来下一次信息技术革命,我国科学家为国家争夺了这场信息革命中的战略制高点。”拓扑绝缘体领域的开创者之一、清华大学“千人计划”张首晟教授说。 创新性 让实验材料同时具备“速度、高度和灵巧度” 从美国物理学家霍尔丹于1988年提出可能存在不需要外磁场的量子霍尔效应,到我国科学家为这一预言画上完美句号,中间经过了20多年。课题组成员、中科院物理所副研究员何珂告诉记者:“量子反常霍尔效应实现非常困难,需要精准的材料设计、制备与调控。尽管多年来各国科学家提出几种不同的实现途径,但所需的材料和结构非常难以制备,因此在实验上进展缓慢。” “这就如同要求一个运动员同时具有刘翔的速度、姚明的高度和郭晶晶的灵巧度。在实际的材料中实现以上任何一点都具有相当大的难度,而要同时满足这三点对实验物理学家来讲是一个巨大的挑战。”课题组成员、清华大学王亚愚教授这样描述实验对材料要求的苛刻程度。 实验中,材料必须具有铁磁性从而存在反常霍尔效应;材料的能带结构必须具有拓扑特性从而具有导电的一维边缘态,即一维导电通道;材料的体内必须为绝缘态从而对导电没有任何贡献,只有一维边缘态参与导电。 2010年,课题组完成了对1纳米到6纳米(头发丝粗细的万分之一)厚度薄膜的生长和输运测量,得到了系统的结果,从而使得准二维超薄膜的生长测量成为可能。 2011年,课题组实现了对拓扑绝缘体能带结构的精密调控,使得其体材料成为真正的绝缘体,去除了其对输运性质的影响。 2012年初,课题组在准二维、体绝缘的拓扑绝缘体中实现了自发长程铁磁性,并利用外加栅极电压对其电子结构进行原位精密调控。 2012年10月,课题组终于发现在一定的外加栅极电压范围内,此材料在零磁场中的反常霍尔电阻达到了量子霍尔效应的特征值h/e2—25800欧姆——世界难题得以攻克。 课题组克服薄膜生长、磁性掺杂、门电压控制、低温输运测量等多道难关,一步一步实现了对拓扑绝缘体的电子结构、长程铁磁序以及能带拓扑结构的精密调控,最终为这一物理现象的实现画上了完美的句号。 “下一步我们主要的努力方向是全面测量材料在极低温下的电子结构和输运性质,寻找更好的材料体系,在更高的温度下实现这一效应。那时,也许我们能对其应用前景作更好的判断。”王亚愚告诉记者。 外界评说 这是凝聚态物理界一项里程碑式的工作 “实验成果出来以后,量子霍尔效应的发现者给我发了一封邮件。他写道:我深信拓扑绝缘体和量子反常霍尔效应是科学王冠上的明星。”张首晟向记者展示了这封邮件。 《科学》杂志的一位审稿人说:“这项工作毫无疑问地证实了与普通量子霍尔效应不同来源的单通道边缘态的存在。我认为这是凝聚态物理学一项非常重要的成就。”另一位审稿人说:“这篇文章结束了多年来对无朗道能级的量子霍尔效应的探寻。这是一篇里程碑式的文章。” 延伸阅读 霍尔效应与反常霍尔效应 霍尔效应是美国物理学家霍尔于1879年发现的一个物理效应。在一个通有电流的导体中,如果施加一个垂直于电流方向的磁场,由于洛伦兹力的作用,电子的运动轨迹将产生偏转,从而在垂直于电流和磁场方向的导体两端产生电压,这个电磁输运现象就是著名的霍尔效应。产生的横向电压被称为霍尔电压,霍尔电压与施加的电流之比则被称为霍尔电阻。由于洛伦兹力的大小与磁场成正比,所以霍尔电阻也与磁场成线性变化关系。 1880年,霍尔在研究磁性金属的霍尔效应时发现,即使不加外磁场也可以观测到霍尔效应,这种零磁场中的霍尔效应就是反常霍尔效应。反常霍尔效应与普通的霍尔效应在本质上完全不同,因为这里不存在外磁场对电子的洛伦兹力而产生的运动轨道偏转。反常霍尔电导是由于材料本身的自发磁化而产生的,因此是一类新的重要物理效应。 量子霍尔效应的相关研究已3次获得诺贝尔奖 量子霍尔效应在凝聚态物理的研究中占据着极其重要的地位。它就像一个富矿,一代又一代科学家为之着迷和献身,他们的成就也多次获得诺贝尔物理奖。 1985年,诺贝尔物理奖颁给了德国科学家冯·克利青,他于1980年发现了整数量子霍尔效应。 1998年,诺贝尔物理奖颁给了美国科学家:美籍华人物理学家崔琦以及施特默、劳弗林。前两人于1982年发现了分数量子霍尔效应,而后者则对这一效应进一步给出了理论解释。 2010年,诺贝尔物理奖颁给了英国科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫。他们俩在2005年发现了石墨烯中的半整数量子霍尔效应。 此外,量子化自旋霍尔效应于2007年被发现,2010年获得欧洲物理奖,2012年获得美国物理学会巴克利奖。(记者 林莉君 李大庆) 《科技日报》(2013-04-11

  • 让我们来说说:动态校准,动态测试,动态测量这些事

    动态校准,动态测试,动态测量目前在军工航天领域应用居多,随着量子化发展,传感技术以及物联网技术,芯片级计量技术应用,动态技术势必迎来新的前景! 应该说:动态是近年来计量测试行业里的热点研究方向之一,其热度仅次于量子化自然基准的研究,而其难度与复杂性则丝毫不亚于量子化自然基准。一是由于其大量应用场景是复杂多变的活动现场,而非严格规范和控制环境条件的实验室 二是因为一些量子化自然基准也在朝动态方向发展。

  • 量的变革 质的飞跃——2019年世界计量日致辞

    [img]http://www.chinajl.com.cn/Uploads/image/20190523/20190523094442_95268.jpg[/img]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[align=center][b]市场监管总局副局长(正部长级)、党组成员 秦宜智[/b][/align][align=center]2019年5月20日[/align]  144年前的今天,也就是1875年5月20日,17个国家的代表在巴黎签署“米制公约”,公认“米制”为国际通用的计量单位制,并确立以实物基准向各国传递量值的基本计量制度,从此揭开了人类统一测量的历史。“米制公约”签署144年后的今天,在全球共同庆祝第20个世界计量日的美好时刻,我们共同见证国际单位制重新定义的“国际决议”正式生效实施,共同祝贺计量事业全面进入“量子化时代”,意义非凡。  计量是构建一体化国家战略体系和能力的重要支撑,国际计量单位制是全球测量体系的基石。今年世界计量日主题确定为“国际单位制——根本性飞跃”。国际单位制新定义“国际决议”的正式生效,就是向全世界宣示:国际单位制已完成自身量子化变革,计量实物原器正式退出历史舞台,计量单位都由自然界恒定不变的“常数”进行定义,人类将开启任意时刻、任意地点、任意主体根据定义复现计量单位量值的大门。  计量量子化变革,使精准的极限测量成为可能,成为人类探索微观世界和认知宇宙的重要推动力。通过嵌入芯片级量子计量基准,把最高测量精度直接赋予制造设备,并能长期保持稳定,实现对产品制造全过程的更准确稳定地感知和最佳控制,这是突破共性关键技术与工程化、产业化的“卡脖子”问题的重要支撑,为新一轮的科技革命、产业变革插上飞翔的“翅膀”。  党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央高度重视计量工作,将计量作为国家战略资源,加强战略规划,部署重点任务,提出明确要求。市场监管总局对计量量子化变革高度关注、积极跟进。目前,我国获得国际计量互认的校准和测量能力已跃居全球第三,我国自主可控的国家时间基准达到3000万年不差一秒,长度量子基准达到每米误差不多于50纳米,都跻身世界领先行列。在这次量子化变革中,我国对温度、质量的重新定义也作出了重要贡献,能够保证我国量值与国际等效一致。  《中华人民共和国计量法》规定,国际单位制计量单位和国家选定的其他计量单位,为国家法定计量单位。我国是国际米制公约的正式成员国。作为国务院计量行政主管部门,我们在此郑重承诺,将遵守国际计量大会决议,继续推行以国际单位制为基础的国家法定计量单位,以此次国际单位制重新定义决议实施为契机,推进中国计量的量子化进程,让计量这块高质量发展的“压舱石”更加稳固、更有分量、更具价值。  首先,要更多发挥市场力量,着力健全充满活力的计量工作体系。在保障国家计量单位制统一和量值准确可靠的基本前提下,要大胆解放思想,强化问题意识,深入贯彻落实国务院深化“放管服”改革要求,正确认识和处理政府和市场的关系,把该管的管住管好,不该管的不管不干预,不断提升计量工作活力和创造力。  其次,要更多汇聚各方资源,加快制定量子化时代计量发展战略。应对计量量子化变革是一项复杂的系统工程,必须整体规划、协同推进。要以计量量子化变革为契机,联合相关部门研究编制新一轮国家计量发展规划,完善量传溯源体系,加快推进国家现代先进测量体系建设,加强量子测量技术产业创新引领和布局发展,突破一批急需的关键核心计量测试技术,启动建设一批重大计量测试基础设施,研制以量子传感为基础的量子计量标准,为科技强国、制造强国、质量强国建设提供强有力的支撑和保障。  最后,要更多参与国际共治,切实推动计量国际国内一体化发展。计量是世界通用技术语言。要着眼于“一带一路”建设,加强计量国际交流合作,积极主动融入国际计量治理格局,实质性参与国际计量发展规划、计量规则制度和计量科技研究,扎实推进国际计量互认制度改革和在中国的有效实施,筹备办好2020年国际法制计量组织大会,强化国际计量技术交流和人才培养,全面提升中国计量的国际化发展水平。  计量事业发展站在新的历史起点上,也站在了计量全面量子化时代的开端。让我们以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,深化改革,迎接变革,更加重视计量,更多宣传计量,更好发展计量,奋力夯实高质量发展的计量基础,以优异成绩迎接和庆祝新中国成立70周年,为推动经济高质量发展和社会不断进步作出新的更大贡献![table][tr][td] [/td][/tr][/table]

  • 推介《计量学报》文章《SI基本单位量子化重新定义及其意义》

    推介《计量学报》文章《SI基本单位量子化重新定义及其意义》

    [img=,690,573]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008161455138940_2085_1626275_3.png!w690x573.jpg[/img][img=,690,486]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008161455211817_9729_1626275_3.png!w690x486.jpg[/img][img=,690,563]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008161455297125_66_1626275_3.png!w690x563.jpg[/img][img=,690,484]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008161455369363_1944_1626275_3.png!w690x484.jpg[/img][img=,690,545]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008161455447644_1453_1626275_3.png!w690x545.jpg[/img][img=,690,512]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008161455507335_7158_1626275_3.png!w690x512.jpg[/img][img=,690,576]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008161455598020_5772_1626275_3.png!w690x576.jpg[/img][img=,690,482]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008161456195690_3262_1626275_3.png!w690x482.jpg[/img][img=,690,575]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008161456298722_3198_1626275_3.png!w690x575.jpg[/img]

  • 【第十六届原创】微型化荧光量子产率测试系统的搭建研究

    【第十六届原创】微型化荧光量子产率测试系统的搭建研究

    [align=center][b][font=黑体]微型化荧光量子产率测试系统的搭建研究[/font][/b][/align][align=center][font=宋体]魏[/font][font=宋体]巍[/font], [font=宋体]李莉,朱倩倩,李军,李艳肖[/font][/align][align=center][font=宋体]江苏大学[/font][font=宋体]分析测试中心[/font], [font=宋体]江苏[/font] [font=宋体]镇江[/font] 212013[/align][b][font=黑体]摘[/font][font=黑体]要[/font]: [/b][font=宋体]通过微型化荧光量子产率测试系统的搭建,可以很好地增强弱信号荧光样品的响应,对有效解决该类样品的绝对量子产率难测定等难点,微型化的积分球系统实现了快捷简便的操作,获得液体、薄膜和粉末样品绝对量子产率的测量。首次微型化积分球,对测试系统关键部件进行设计及优化,分析了测试系统存在和误差和量子效率的影响因素,进一步完善固体荧光材料量子产率测试技术,为新型量子产率体系提供理论指导。[/font][b][font=黑体]关键词[/font]: [/b][font=宋体]荧光量子产率;微型化[/font][font=宋体];荧光光谱;测试[/font][align=center][b]Construction of miniaturized fluorescence quantum yieldmeasurement system[/b][/align][align=center] WEI Wei, LI Li, ZHU Qian-qian, LIJun, LI Yan-xiao[/align][align=center]Analysis &Testing Center, Jiangsu University,Zhenjiang 212013, China[/align][b]Abstract:[/b]Through the establishment of theminiaturized fluorescence quantum yield test system, the response of weaksignal fluorescence samples can be well enhanced, and the difficulty ofdetermining the absolute quantum yield of such samples can be effectivelysolved. The miniaturized integrating sphere system can achieve quick and simpleoperation, and the absolute quantum yield of liquid, film and powder samplescan be measured. For the first time, the key components of the test system weredesigned and optimized, the factors affecting the existence and error of thetest system and the quantum efficiency were analyzed, and the quantum yieldtest technology of solid fluorescent materials was further improved, providingtheoretical guidance for the new quantum yield system.[b]Key words:[/b]fluorescence quantum yield microminiaturization fluorescence spectra measurement[font=宋体]众所周知,光致发光([/font]Photoluminescence[font=宋体]),是指物体依赖外界光源进行照射,从而获得能量,产生激发导致发光的现象。也指物质吸收光子(或电磁波)后重新辐射出光子(或电磁波)的过程。从量子力学理论上,这一过程可以描述为物质吸收光子跃迁到较高能级的激发态后返回低能态,同时放出光子的过程。光致荧光发光是多种形式的荧光([/font]Fluorescence[font=宋体])中的一种。而在现阶段光致发光材料的研究中,对荧光量子产率([/font]Quantum Yield of Fluorescence[font=宋体],[/font]QY[font=宋体])的数值的准确性和重现性十分重要,因其显示光化学反应中光量子的利用率从而反映光致发光材料发光能力的重要特征。荧光技术的应用几乎涉及了生活的方方面面。材料荧光技术在工业、能源、生物医药、环境监测、军事领域等均扮演着极其重要的角色。新技术、新产品的不断涌现,对该类产品的核心参数荧光量子产率的测量也提出了越来越高的要求。[/font][font=宋体]量子产率的物理意义为单位时间(秒)内,发射二次辐射荧光的光子数与吸收激发光初级辐射光子数之比值,用来描述荧光材料发光能力。目前测量样品的荧光量子产率有两类方法:([/font]1[font=宋体])相对量子产率:需要一种已知量子产率的标准品作为参照,通过对标准物和样品进行吸光度和荧光的测量换算得到样品的量子产率。只适用于液体样品。([/font]2[font=宋体])绝对量子产率:不需要标准样品进行对比,广泛适用于液体、薄膜和粉末样品。荧光量子产率评价指标在光电器件、生物医药、传感器等研究领域有着举足轻重的分量。国外主要的荧光仪器公司均已推出商品化的绝对荧光量子产率测试系统。绝对量子产率测定法可直接对待测试样的量子产率进行测定,对荧光材料的研制有着重大的意义。[/font][font=宋体]随着我国现代化进程的发展,对各类科研分析仪器的需求与日俱增。研制国产绝对荧光量子产率测量系统,将终结这一领域长期依赖国外产品的历史,同时降低检测成本,使得更多的实验室都用得起、用得上荧光量子产率测量技术,促进我国新材料等领域更高速的发展。[/font][b]1[font=宋体]研究背景[/font]1.1[font=黑体]选题背景[/font][/b][font=宋体]近年来,我校各类学科的持续发展,共有[u]工程学[/u][/font][u]1[font=宋体]个学科进入[/font]ESI[font=宋体]全球前[/font]1[font=宋体]‰[/font][/u][font=宋体],农业科学、化学、材料科学、临床医学、药理学与毒理学、生物学与生物化学、环境生态学、分子生物与遗传学等[/font][u]8[font=宋体]个学科进入[/font]ESI[font=宋体]全球前[/font]1%[/u][font=宋体]。其中,[/font]2021[font=宋体]年,我校环境生态学、分子生物与遗传学[/font]2[font=宋体]个学科新晋全球排名前[/font]1%[font=宋体]。特别是伴随理工和医学药学等学科发展,对于各类研究手段或检测技术提出了更高的要求,量子产率的测试需求也随之增多。目前,我校在研的国家自然科学基金项目有关量子产率要求的科研项目不在少数,[/font]2018[font=宋体]年[/font]7[font=宋体]项,[/font]2019[font=宋体]年[/font]8[font=宋体]项,[/font]2020[font=宋体]年[/font]9[font=宋体]项,平均年资助金额超过[/font]200[font=宋体]万元,特别在能源、医学等热门研究领域对该测试的需求量持续攀升,为我校高质量高影响力论文的发表提供了基础。[/font][font=宋体]与此对应的测试条件,目前全校可测试绝对量子产率的仪器仅我校分析测试中心拥有,该仪器为高级稳态瞬态荧光测量系统([/font]QuantaMaster & TimeMasterSpectrofluorometer[font=宋体],产品型号:[/font]QuantaMaster?40[font=宋体])。该系统于[/font]2009[font=宋体]年购置安装运行,超过十多年的服务过程,分析测试中心的服务团队根据学校各学科的测试需求开发了激发[/font]/[font=宋体]发射光谱、上转换[/font]/[font=宋体]下转换光谱、荧光寿命、近红外荧光光谱、激光诱导荧光光谱等测试服务,该些测试手段的开发和使用也获得众多的肯定,如:[/font]2018[font=宋体]年获得[u]江苏分析测试科学技术奖[b]二等奖[/b][/u],[/font]2019[font=宋体]年作为典型测试服务[u]入驻[/u][/font][u]“[/u][b][u][font=宋体]江苏高校分测联盟[/font][/u][/b][u]”[/u][font=宋体]。但面对不断提高的测试要求和日益发展的测试技术,也逐步发现量子产率测试中存在了亟待解决和改进的问题。[/font][b]1.2[font=黑体]拟改进的问题[/font][/b][font=宋体]绝对荧光量子产率的定义为样品发射的光子数除以样品吸收的光子数。相比相对量子产率不需要标准品,广泛适用于液体、薄膜和粉末样品。该数值为目前较为认可的量子产率测试。但测量时需要积分球附件(图[/font]1[font=宋体])。[/font][b][font=宋体]积分球[/font][/b][font=宋体]([/font]IntegratingSphere[font=宋体])为内表面涂层一般是高反射性材料。样品表面各个方向的激发光或者是发射光进行积分球均匀化后从出射口出来,并进入到单色器中后被检测器检测到。多年的测试经验,研究发现该系统的量子产率测试存在如下拟解决或改进的问题:[u]([/u][/font][u]1[font=宋体])积分球体积过大[/font]-[font=宋体]操作复杂;([/font]2[font=宋体])内部材料易损伤[/font]-[font=宋体]误差较大;([/font]3[font=宋体])反射背景易污染[/font]-[font=宋体]数据失真。[/font][/u][align=center][img=,486,244]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310092058386226_3462_5248244_3.png!w690x346.jpg[/img][/align][align=center][b][font=宋体]图[/font]1. [font=宋体]绝对量子产率测量系统及存在的难点[/font][/b][/align][font=宋体]不难发现,积分球为该测试模块中最为核心的部件,作为测量系统中收集光的器件,光在积分球内多次漫反射。从图[/font]1[font=宋体]中可以看出该球内部的涂层为全反射材质(中心的配件为硫酸钡),且球体的直径[/font]100 mm[font=宋体],而待测样品需要放置在球体中心位置,仅暂居球体的小部分体积,无疑增加了操作过程的复杂度和清洁的难度。在实际操作过程中,对液体样品来说,采用石英比色皿,只需保证液体体积和浓度在可测试范围内,多次测试扣除背景也能够获得比较可信的数据。但相比溶液样品,准确测定固体样品量子产率的难度要大。因固体样品槽和积分球本身对光都有吸收,尤其是紫外段,因此量子产率测定肯定会有误差。且内部镀层易年份已经也较易在使用过程受到损伤(硫酸钡被剥落),使用的反射背景也很易受到外部环境污染,造成数据失真等问题。目前,积分球的体积和材质造成绝对量子产率测定中存在难以避免的误差:样品槽、积分球都会吸收光,造成量子产率测定的不准确性;溶液吸光度不同,会显著影响量子产率测定值;积分球污染会产生不必要的荧光,致使量子产率无法测试。所以,如何解决以上问题,是绝对量子产率测定中所面临的巨大挑战。[/font][b]1.3[font=黑体]拟采取的研制方法[/font][/b][font=宋体]基于前期调研,研究团队拟采用耦合积分球测试理论与反向倍加计算理论,利用现有的高级稳态瞬态荧光测量系统,搭建微型化积分球测试系统,从而实现绝对量子产率的瞬时测定、多种形态样品的测定和高灵敏度探测等测试手段,在测量得到材料的反射率、漫透射率和准直透射率后,利用反向倍加算法得到其基本光学参数如散射系数、吸收系数和各向异性系数,并进一步优化测试方法,从而优于国际上公开的标准绝对量子产率测试方法。[/font][b][font=宋体]技术路线:[/font][/b][font=宋体]项目的具体技术路线如图[/font]2[font=宋体]所示。[/font] [img=,534,160]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310092058471471_2138_5248244_3.png!w690x206.jpg[/img][align=center][b][font=宋体]图[/font]2. [font=宋体]微型化量子产率测量系统的技术路线[/font][/b][/align][font=宋体]本项目将从量子产率的发光机理出发,基于宏观参数测量理论和基本参数计算理论等核心技术,研究内容由以下三部分组成:[/font][b][font=宋体]([/font]1[font=宋体])微型化积分球的可行性[/font][/b][font=宋体]积分球,能够确定量子产率而不依赖于某一项量子产率的标准。使用积分球是确定固体,粉末和薄膜材料的量子效率的唯一方法。设计新型微型积分球提供了一个简单的方法来测量绝对量子产率而无需重新配置硬件。[/font][font=宋体]通过引入半积分球原理来微型化积分球,用一面平面镜堵住半球开口,利用平面镜对称成像原理对半球实物成立一个全等的虚像,实物半球与虚像半球共同构建出一个完整的积分球,进而微型化积分球,构筑微型化的球体方便地取代了常规比色皿支架避免了样品室的光学干涉。球体的顶部部分可以拆除,将测试样品很快的放进去,而无需使用任何工具。它可以容纳常规比色皿,薄膜和粉末。这是一个用来表征发光半导体,玻璃,陶瓷和纳米材料的重要工具。[/font][b][font=宋体]([/font]2[font=宋体])积分球内部结构的优化设计[/font][/b][font=宋体]积分球内壁白色漫反射层的质量,对测试精度影响较大。所设计的微型积分球,其所选用的高反射涂层,采用特殊配方和特殊工艺喷涂,反射率接近[/font]100%[font=宋体],反射率随波长变化小,具有良好的耐久性、防水性、耐辐射性。同时因激发光源和样品发射荧光的强度相差较大,在测量时既要满足最大光强不溢出,又要使样品的荧光发射强度满足测试所需的最小信噪比要求,因此对积分球内部设计如:样品与光源位置的设计,夹具的设计、内部挡板尺寸和位置的选择及积分球上用于入光和出光所开的窗口等因素等都需要进行相应的研究,从而最大程度的降低测量误差。[/font][b][font=宋体]([/font]3[font=宋体])耦合积分球和测试系统与优化升级[/font][/b][font=宋体]在原有的高级稳态瞬态荧光测量系统([/font]QuantaMaster? 40[font=宋体])的基础上,通过上述内容的研究完成微型化积分球及内部结构的优化从而借助原系统的现有功能,完成了[/font][font=宋体]微型积分球量子产率测量系统中各个部件的设计与选取,整合各个部件,搭建完整的测试系统。考虑其灵敏度、信噪比及光谱范围,对关键部件进行选取后,根据量子效率测量原理及基于积分球的量子效率测量方案从而耦合微型化积分球和测试系统的整合达到优化升级的效果。[/font][font=宋体]由于受到光源、单色器和探测器等的光谱特性的影响,由仪器直接记录的荧光光谱并不是所测量物质的真实光谱,这样的光谱被称为未校正光谱,这种光谱的形状和最大发射峰位置等与真实光谱都有一定的区别。在对物质进行荧光量子产率测量时,就必须对所使用的荧光分光光度计仪器进行光谱校正,获取物质的真实光谱,才能得出准确的荧光量子产率。[/font][b] 2 [/b][font=宋体][b]结果与分析[/b][/font][b]2.1 [font=宋体]设计思路[/font][/b][font=宋体]针对现有技术的不足,本装置搭建的目的在于提供一种基于双光路微型积分球的量子产率测试装置,有效解决了因现有积分球体积大,不便携,造成的样品难固定且易污染积分球等难题,简化绝对量子产率测试过程。[/font][font=宋体]为了实现上述目的,本发明采取的技术方案如下:提供一种用于量子产率测试的双光路微型积分球,所述积分球装置包括壳体、球体两部分,所述壳体的内部为球体,所述球体壁上开设有第一入光口、第二入光口和出光口,所述第一和第二入光口均在壳体中,且入光口均配有活塞可以关闭,所述第一入光口和第二入光口均可有光源通过,出光口与输出端连接。优选的,所述双光路积分球装置的外部大小依据配置的样品室调节,壳体为黑色航空铝合金箱体。优选的,所述的入光口对准积分球中心样品槽。优选的,所述的积分球表面喷砂氧化黑,内壁均设有漫反射材料层。进一步的,所述漫反射材料层可为硫酸钡涂层或聚四氟乙烯涂层。(图[/font]3[font=宋体]中,[/font]1[font=宋体]、样品架,[/font]2[font=宋体]、出光口,[/font]3[font=宋体]、第一入光口,[/font]4[font=宋体]、第二入光口。)[/font][align=center][img=,214,217]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310092059144920_587_5248244_3.png!w335x302.jpg[/img][/align][align=center][b][font=宋体]图[/font]3. [font=宋体]基于双光路微型积分球的量子产量测试装置的整体俯视示意图[/font][/b][/align][b]2.2 [font=宋体]实物图[/font][/b][font=宋体]针对现有技术的不足,本装置搭建的目的在于提供一种基于双光路微型积分球的量子产率测试装置,有效解决了因现有积分球体积大,不便携,造成的样品难固定且易污染积分球等难题,简化绝对量子产率测试过程。原有的高级稳态瞬态荧光测量系统([/font]QuantaMaster? 40[font=宋体])的基础上,设定图(图[/font]4[font=宋体]左),实物图(图[/font]4[font=宋体]右)。依照原有测试系统的内部格局进行了相关参数的限定,引入可调节底座,更好的符合原有系统的升级。[/font] [font=宋体]对现有参数)积分球内部结构的优化设计,进行三维建模,实际内部图和模型图如图[/font]5[font=宋体]所示:[/font][align=center][b][img=,298,166]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310092059207524_4542_5248244_3.png!w453x246.jpg[/img][/b][/align][align=center][b][font=宋体]图[/font]4. [font=宋体]微型化积分球的实物设计图(左)和实物图(右)[/font][/b][/align][align=center][b][img=,280,212]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310092059260612_4504_5248244_3.png!w425x307.jpg[/img][/b][/align][align=center][b][font=宋体]图[/font]5. [font=宋体]微型积分球的内部实物图(左)和三维建模图(右)[/font][/b][/align][b][font=宋体]([/font]1[font=宋体])主要功能[/font][/b][font=宋体]测试发光材料的[b]绝对量子产率[/b](量子效率[/font]=[font=宋体]样品发射出的光子数[/font]/[font=宋体]样品吸收的光子数),样品(固体、液体、粉末及薄膜)被放置在[b]微型化积分球[/b](相当于样品腔)内,氙灯发射出的连续光谱经过单色仪分光后再通过光纤引入到积分球内的样品上,荧光样品受激发后会发出荧光,荧光光谱通过光纤被后端的光谱探测系统接收,可实现高灵敏度的多波长实时测量。[/font][b][font=宋体]([/font]2[font=宋体])技术参数、指标要求[/font][/b][font=宋体]微型化量子产率测试系统主要技术参数、指标要求:[/font][font=宋体]([/font]a[font=宋体])光致荧光效率测试范围:[/font]200 nm ~ 900 nm[font=宋体];([/font]b[font=宋体])积分球直径<[/font]100 mm[font=宋体],便于安装操作;([/font]c[font=宋体])量子效率最小测试误差不大于[/font]1%[font=宋体];微型化积分球便于灵活使用,结构稳定,系统无需频繁校准,满足液体、薄膜和粉末样品的绝对量子产率的多次测量。[/font][b]2.3 [font=宋体]测试过程[/font][/b][font=宋体]原则上,要做两次发射扫描。而且,在数据采集时每一次都要做激发校正和发射校正。发射校正为必要检测项是因为检测系统的量子转换效率随波长变化而不同。激发校正为选作项,因为此项是用来校正灯泡功率波动和强度漂移。[/font]1[font=宋体])第一次样品的发射扫描必须同时记录下激发峰和所有的荧光发射峰。为了保持线性关系,初始强度必须低于[/font]1000,000counts/s[font=宋体](在使用狭缝和楔形光闸的情况下),选择的步长精度要能解析激发峰。当激发光谱和荧光光谱有效分离时,仪器会分两部分记录光谱扫描结果。[/font]2[font=宋体])第二次扫描激发光谱和背景曲线是在只有溶剂或缓冲液的条件下测定,作为空白对照值。[/font][b]2.4 [font=宋体]数据分析[/font][/b][font=宋体]荧光量子产率为荧光量子数与吸收量子数的比值。荧光量子数为第一次空白中曲线中全部荧光谱线的积分值。吸收量子数为激发谱线中曲线第二次样品曲线减去第一次空白曲线的面积的积分值。可通过积分软件在选择范围内积分得出两个值。“总面积”代表[/font]X[font=宋体]轴与曲线间面积的积分值。“峰面积”代表在测量范围内曲线与线性背景之间面积的积分值。在此背景下,用“峰面积”来计算比用“总面积”计算更为准确。[/font][b]3[font=宋体]结[/font][font=宋体]论[/font][/b][font=宋体]研制的国产绝对荧光量子产率测量系统,主机采用高级稳态瞬态荧光测量系统,样品光路设计采用积分球技术,光谱校正采用量子计数器和标准钨灯方式,配合荧光量子产率分析软件,可实现对物质荧光量子产率的绝对法测量。用已知量子产率的标准物质进行验证,通过实现绝对量子产率的升级和改造,增加现有仪器的新功能开发,提高仪器的完好率、利用率、降低维修率等;将新功能应用更好地应用于物理、化学、医药和材料科学等研究领域,以满足日益增长的科研测试需求,从而进一步反馈学校科研项目的发展和高质量科技成果的产出,系统的研制将对我国在绝对荧光量子产率测量方面取得重要进展。[/font][b][font=宋体]参考文献:[/font][/b][1][font=宋体]石广立[/font],[font=宋体]张恒[/font].[font=宋体]测量荧光量子产率的方法及装置[/font].CN201811115211.4[P].[2][font=宋体]王培虎[/font],[font=宋体]潘东杰[/font],[font=宋体]蔡贵民[/font].[font=宋体]一种使用积分球测量荧光量子产率的测量装置[/font]:CN201720505578.1[P].[3][font=宋体]张伟[/font],[font=宋体]邹贤劭[/font].[font=宋体]一种荧光量子产率测试仪及其测试方法[/font]:CN201910032496.3[P].[4][font=宋体]胡晓月屈泽华黄红香[/font].[font=宋体]积分球测量荧光量子产率的最优测试条件研究[/font][J].[font=宋体]中国测试[/font],2021, 47(10):59-62,74.[5][font=宋体]魏巍[/font],[font=宋体]束爽[/font],[font=宋体]寿邱杰[/font],[font=宋体]等[/font].[font=宋体]一种基于双光路微型积分球的量子产率测试装置[/font]:202310647492[P].[6][font=宋体]冯国进[/font],[font=宋体]王煜[/font],[font=宋体]郭亭亭[/font].[font=宋体]固体材料绝对荧光量子产率测量的研究进展[/font][C]//[font=宋体]中国计量测试学会光辐射计量学术研讨会[/font].[font=宋体]中国计量测试学会[/font], 2009.[hr/]

  • 【转帖】化学前沿的现状

    一、量子化学它是现代化学科学的理论基础。近30多年来,量子化学的发展呈现出一个很有希望的趋势。这就是量子力学和化学实践的进一步结合。这种结合反映在量子化学的基础研究中具有下列特点,即为解决复杂的化学反应理论问题,而运用的都是简单的模型,尽量不依赖那些高深的数学运算。它们均以简单分子轨道理论为基础,力求提出新概念、新思想和新方法,使之能在更加广泛的范围中普遍适用。例如,“前线轨道”、“等瓣类似”等概念的提出已经显示出重大的意义。多粒子体系问题的处理方法也在不断深入探索。其中密度矩阵理论、多级微扰理论以及运用格林函数方法的传播子理论等则是当前精确求解多粒子体系薛定谔方程的几条值得重视的途径。量子力学和化学的结合,不仅在化学键理论、多体理论、计算方法的理论等量子化学基础研究方面不断取得进展,而且在量子化学的应用研究方面,即在把量子化学的理论与化学实际中的一些重大应用课题相结合方面展现出广阔的发展前景。这主要突出表现在合成具有指定性能的超导体、染料及其它色料、炸药、催化剂、药物等分子及新材料提供依据上;在光谱、波谱、能谱等各种谱图的解析以及其它精密测定实验的结果分析上;在对化学反应微观机理的研究及反应线路预测上等等。二、化学反应动力学这是一门在诸种因素的具体作用下研究化学反应速率的化学学科。这些因素主要有分子的状态、浓度、压力、介质、表面、空间取向、电磁场等。化学动力学研究的重点是基元反应,因为它是代表真正发生的化学反应的动力学过程的。目前,化学动力学的发展已进入微观层次,分子反应动力学的研究有着远大前景。具体而言,化学动力学大体有以下几个发展方向:(1)量子化学的理论计算将在微观反应动力学研究中承担更重要的角色。随着超大型计算机的发展,量子化学的理论计算可望得到精确结果,进而了解很多简单反应体系的性质。(2)多原子自由基化学性质的深入研究。这方面的研究包括多原子自由基的能量、光谱、反应性和光化学。(3)激光在促进化学反应方面将得到更有效的利用。激光技术最近较显著的进步是真空紫外激光的发展。利用激光有选择地打断分子内某个化学键,这个前景很有吸引力。有朝一日,也许可通过电子跃迁的途径来实现“分子裁剪”的科学幻想。此外,把激光和分子束技术相结合,有可能进行非常精细的工作,例如能研究原子轨道和分子空间定向的反应等。

  • 【讨论】PE固体检测器有何优势?

    PE固体检测器有何优势?从根本上讲,检测器就是把光变成电信号,因此要看它的量子化效率、暗电流、噪声、线性范围等参数。光电倍增管的类型很多,不同类型之间性能相差很大;固态检测器也有很多种,不同厂家、不同型号、不同种类之间的差别也是很大的。因此很难一概而论。就[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收[/color][/url]而言,最常用的光电倍增管是滨淞公司的R928,它的量子化效率大约是20~25%,暗电流大约是几十nA左右,噪声会随加的电压和光强而变化(估计在μA水平),线性范围一般能跨6个数量级以上。固态检测器,以较好的CCD为例,量子化效率大约是40~80%,暗电流大约是几个电子每秒每像素,噪声大约是几到几十个电子每秒每像素,线性范围大约在6个数量级左右。以上都是200~400nm区的数据,在这个区域以外,两者的性能都会下降,但光电倍增管下降的幅度更大一些。另外,光电倍增管只有一个感光点,只能检测一个信号;固态检测器一般都有多个感光点(像素),可以同时检测多个信号,这是固态检测器最大的优势。传统的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原吸[/color][/url]都是采用光电倍增管做检测器的。我想原因大概有:1,每次只需检测一个信号,就算是双光束,也是先检测参比光然后再检测样品光。2,样品的浓度越低吸光值越低,也就是说透过原子化器、到达检测器的光越多;样品的吸光度值一般都小于2A,也就是说到达检测器的光都大于1%T。因此对量子化效率、暗电流、噪声、线性范围的要求都不是很高。3,光电倍增管比较便宜,成本低。目前大概只有PE和JENA的ContraAA是采用固态检测器的。我个人认为其最大的原因是为了同时检测多个信号:PE是为了同时检测样品光和参比光,ContraAA是为了同时检测背景和谱线的信号值并且做到快速切换谱线。其次才是看中固态检测器的低噪声。在ICP光谱仪上,因为是测发射光谱,样品浓度越低,到达检测器的光就越少,因此对量子化效率、暗电流、噪声的要求都比较高,而且要求多元素同时分析,所以固态检测器已经几乎完全取代光电倍增管。从长远来看,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原吸[/color][/url]如果想要取得更大的发展,也应该要结合固态检测器的优势。

  • 量子点电视

    什么是量子点电视?量子点电视听上去很高深莫测,其实就是QLED电视的另外一个名称,QLED是"Quantum Dot Light-Emitting Diode"的简写,中文译名是“量子点发光二极管”,这是一项家电厂商期待在未来取代OLED的新技术,原理是通过蓝色背光源照射照射直径不同的红色和绿色量子点,从而形成红绿蓝(RGB)三原色,然后再通过滤光膜等呈像系统和驱动系统形成图像。说白了,量子点电视其实还是一种LED电视。量子点是一种纳米材料,其晶粒直径在2-10纳米之间,量子点受到电或光的刺激会根据量子点的直径大小,发出各种不同颜色的单色光。可以借助量子点发出能谱集中、非常纯正的高质量红/绿单色光。那么什么是LED电视呢?首先我们先来说说液晶电视的根源性产品——LCD电视。LCD(Liquid-Crystal Display)最开始其实是液晶显示器,加入收看电视功能后成为LCD电视。这种电视通过背光源照射液晶面板,RGB三色液晶分子通过不同排布完成成像。请记住一点:在LCD阶段,液晶电视重要的背光源是CCFL冷阴极背光灯,可以暂时理解为我们的灯管,我们将这时的LCD电视称之为CCFL冷阴极背光源液晶电视。随后LED电视出现了,其实LED依旧是一种LCD液晶电视,它的准确名称是LED背光源液晶电视,LED电视和LCD电视的成像原理完全相同,只是背光源由CCFL改为了LED,相比而言厚度更薄、更加节能,但没有本质区别。量子点电视有何优势?要说到量子点电视的优势,首先我们得来说说OLED。OLED有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode)的屏幕是由有电流通过时能够发光的有机材料组成,它让电视机更轻薄,甚至可以弯曲。不过,因为成本高、良品率低、有机材料易氧化、无法适应户外和强光环境、以及某些场景下能耗过高等问题,采用OLED技术的电视一直未能普及。OLED技术当前主要掌握在两家全球最大家电厂商LG和三星电子手中。这两家韩国厂商是老对手,同时也是重要的液晶面板生产厂商。LG押宝OLED,希望借此超越三星电子的全球电视厂商老大的地位。然而因为OLED现阶段的高价,导致市场销量一直难以达到预期。此时,三星电子决定将研发重心转移到QLED上来。与OLED电视相比,量子点电视有四大优势:更宽广色域显示、更精准色彩控制、更长使用寿命以及更强节能性。由于量子点受到电或光的刺激,会根据其直径大小,发出各种不同颜色的非常纯正的高质量单色光,这一点甚至比OLED显示屏更强,众所周知OLED显示屏是通过滤镜得到纯色,而通过过滤的色彩虽然更纯、但也会有失真的情况,而量子点并不需要过滤,也就不会出现这种情况。同时可以在更低的电压下工作,能耗会降到最低。此外,由于量子点电视使用的无机材料不易被氧化,因此其显像寿命比OLED多出两万小时。当前量子点电视值得买吗?当前暂时只有TCL一家厂商推出了量子点电视,且55英寸的量子点电视的官方售价高达12999元人民币,而TCL 55英寸的4K超高清LED电视的官方零售价格只有5599元人民币。一台量子点电视的售价是同尺寸同分辨率的LED电视售价的2倍还要高。TCL此时推出量子点电视,打造自己品牌的意味更浓。而三星电子和LG要明年才能加入量子点电视阵营,届时消费者可选的余地将会更大。同样,新推出的技术还有可能有缺陷,具体如何有待市场检验,所以综上所叙,现在量子点电视并不值得购买,建议消费者持币观望。此外,业界也有观点认为,85%以上的色域普通人的肉眼实际是很难分辨的,因此厂商强调的高色域效果消费者并非都能感受到,也就是说,OLED电视的色域已经完全能满足普通用户的需求了。http://img1.mydrivers.com/img/20141222/5d677d4db4334f2d8e207c471c7bdd82.jpg

Instrument.com.cn Copyright©1999- 2023 ,All Rights Reserved版权所有,未经书面授权,页面内容不得以任何形式进行复制