由于氰胺类化合物在有机合成领域的重要应用, 对各种氰胺类化合物的设计和机理研究成为国内外的研究热点。 结构是功能材料设计的基础, 为了更深入的探索一种典型的氰胺类化合物-双氰胺的结构稳定性, 研究了24 GPa压强下双氰胺的高压拉曼光谱。 在压强作用下, 绝大多数的拉曼谱线向高波数方向移动, 表明双氰胺的官能团折合键长被压缩, 并且有四个特征拉曼带的强度发生了很大的变化(502,524, 934和2 157 cm-1), 它们分别归属为N—H, N—C≡N, C=N—C以及C≡N键的振动。 同时在光谱上有新拉曼峰的出现, 原有拉曼峰的消失或者某些拉曼峰的劈裂, 这都表明了在压强作用下双氰胺出现了新的结构, 并且电子云密度发生了重构。 通过双氰胺的拉曼频移-压强关系曲线, 观察到绝大多数曲线的斜率在5 GPa下存在突变, 得出其可能在5 GPa附近发生一阶结构相变。 在结构相变前后, 观察到C=N和C≡N的频移-压强关系曲线斜率无显著变化, 表明这两种官能团在相变前后对压强的响应不变。 与此相反, N—H键的弯曲振动的曲线斜率变化显著, 表明这种官能团对压强存在复杂的响应, 这归因于双氰胺分子中存在复杂的氢键作用。 N—H键的伸缩振动谱线强度随着压强的增加而逐渐减弱, 并且拉曼频率出现了反常的蓝移, 这表明在新的相结构中N—H键长随压强增加而变长, 双氰胺分子间的氢键作用增强。 常规情况下, 双氰胺具有亚氨式和氨式两种互变异构体, 亚氨式的特征峰为2 157 cm-1, 氨式的特征峰为2 203 cm-1。 根据两种异构体的特征拉曼谱线强度随压强的演变规律, 发现随着压强的增加双氰胺的氨式结构比例逐渐减少, 最终在11 GPa下全部变成亚氨式结构。 研究表明高压拉曼光谱方法是研究氰胺类化合物结构相变和异构体调控的有效手段, 为功能材料的设计和合成提供一定的研究基础。
拉曼 高压 双氰胺 相变 Raman High-pressure Dicyandiamide Phase transition 光谱学与光谱分析
2022, 42(10): 3046
1 海军航空大学 a. 信号与信息处理山东省重点实验室
2 b. 航空通信教研室, 山东 烟台 264001
3 海军91599部队, 山东 烟台 265200
为了提高海上大型无人机无线通信能力, 在总结分析国内外机载无线激光通信的技术发展现状、已开展实验情况和技术趋势的基础上, 对应用场景进行了规划和设想, 对海上大型无人机大气激光通信的性能指标、关键技术、面临的机遇和挑战进行了分析, 为无线激光通信在我国海上大型无人机无线激光通信的应用及发展提供了借鉴和参考。
无线激光通信 海上无人机 机载通信 应用分析 wireless laser communication marine unmanned aerial vehicle airborne communication application analysis
1 中国气象局沈阳大气环境研究所, 辽宁 沈阳 110166
2 辽宁省农业气象灾害重点实验室, 辽宁 沈阳 110166
3 辽宁省人工影响天气办公室, 辽宁 沈阳 110166
4 辽宁省气象服务中心, 辽宁 沈阳 110166
植被的光谱特征是监测植被生长发育状态、 健康状况的基础, 探索玉米苗期干旱胁迫后的关键发育期光谱特征变化, 不仅为植被光谱数据库的建设提供理论数据, 也为植被水分胁迫高光谱识别提供理论依据。 以辽宁西部锦州生态与农业气象站大型农田土壤水分控制场为研究区, 对玉米苗期、 拔节期、 抽雄期和乳熟期4个发育期进行苗期干旱胁迫小区和水分适宜小区光谱观测, 通过分析原始光谱、 一阶导数光谱、 光谱参数和水分敏感植被指数, 对比苗期干旱胁迫光谱与同期对照的光谱特征差异性。 结果表明: (1)对于原始光谱来说, 玉米在苗期受到干旱胁迫后, 与同期水分适宜的玉米光谱特征有较为明显区别, 在可见光波段和短波红外波段反射率均高于同期对照反射率, 近红外波段明显低于同期对照反射率, 拔节期差异性最为显著, 达到了5%左右, 随着作物的生长, 差异性逐渐减弱。 (2)4个发育期玉米一阶导数光谱在可见光波段均出现双峰, 红光位置峰值在抽雄期达到最大； 苗期干旱胁迫一阶导数光谱的红光位置峰值均低于同期对照, 拔节期差异明显, 在0.003左右, 乳熟期差别明显减小, 可区分性减弱。 (3)苗期胁迫玉米光谱参数与同期对照相比, 从苗期到乳熟期, 红边位置存在“蓝移”—“红移”—“蓝移”的现象, 绿峰位置均存在向长波方向移动的现象； 在抽雄期和乳熟期, 蓝边位置、 蓝边幅值、 黄边位置和黄边幅值两者差异不明显； 在三边面积中, 红边面积均低于同期对照, 黄边面积均高于对照, 两者的蓝边面积无明显差异。 (4)在8个水分敏感植被指数中, NDWI和NDW_2的差异性指数在玉米四个关键发育期均达到50%以上, 可区分性明显。 该研究旨在为植物水分胁迫光谱库提供基础数据, 为作物干旱识别的谱段选择及高光谱波段设置提供基础依据。
玉米苗期 干旱 光谱差异 The seedling stage of maize Drought Spectral difference 光谱学与光谱分析
2020, 40(7): 2222
1 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
精确的光谱定标是定量化反演地物信息的前提与基础。 光栅色散型可见近红外成像光谱仪(VNS)主要用于海洋水色遥感和海岸带监测, 采用推扫式成像方式, 工作波段范围覆盖400～1 040 nm, 空间维视场像元总数为1 024, 共设置256个光谱通道, 光谱采样步长为2.5 nm。 针对仪器入轨后可能发生的光谱通道中心波长漂移或通道宽度展宽问题, 基于光谱特征曲线匹配思想, 提出了利用太阳大气廓线和星上定标器镨钕特征光谱进行在轨光谱定标的新方法。 开展了在轨光谱真实性检验与定标的地面模拟实验, 采用最小差值与相关系数联合算法对数据进行了处理。 以大气氧气吸收763 nm波段为例, 介绍了在轨光谱定标的步骤。 给出了太阳夫郎和费517 nm、 Pr-Nd玻璃685 nm和氧气吸收763 nm三个典型波段对应VNS的光谱通道的定标结果: 三个通道穿轨视场Smile效应幅度相近, 约为0.6 nm; 中心波长漂移方向和大小各异, 分别为0.707, -0.369和0.293 nm; 对穿轨方向各像元的测量值进了二次曲线拟合, 763 nm通道标准偏差小于另外两个通道, 三个通道的光谱定位精度较高优于0.176 nm。 为成像光谱仪开发出一种适用的在轨光谱定标算法。
高光谱成像 定标 谱线匹配 太阳夫朗和费线 大气吸收 镨钕玻璃 Hyperspectral imaging Calibration Spectrum-matching Solar-Fraunhofer lines Atmospheric absorption Pr-Nd glass
1 中国气象局沈阳大气环境研究所, 辽宁 沈阳 110166
2 辽宁省气象服务中心, 辽宁 沈阳 110166
3 辽宁省气象信息中心, 辽宁 沈阳 110166
4 辽宁省气象局, 辽宁 沈阳 110166
利用辽宁锦州地区2013年生长季不同土壤水分控制条件下的春玉米冠层高光谱数据, 及对应的植株叶面积指数(leaf area index, LAI)数据, 分析在不同发育期内不同生长状况下的春玉米冠层高光谱特征及其与植株叶面积指数的关系。 采集并计算共313组有效样本, 包括350～2 500 nm波段范围光谱的反射率、 反射率倒数的对数、 反射率一阶导数及LAI, 应用多元逐步线性回归法和偏最小二乘回归法, 对剔除了受大气水分影响较为严重光谱波段的其他波段数据进行降维, 构建叶面积指数的全波段冠层高光谱数据模型, 并进行精度检验与比较。 结果表明, 春玉米LAI与光谱反射率在可见光波段(350～680 nm)、 红外波段(1 430～1 800和1 950～2 450 nm)均呈显著的负相关; 反射率倒数的对数在对应区间为显著的正相关; 反射率一阶导数则在可见光和近红外波段(350～1 350 nm)存在较显著相关波段。 三种全波段冠层高光谱数据在春玉米LAI的线性回归中, 偏最小二乘法在以冠层反射率为自变量的模型构建中, 比多元逐步线性回归拟合度好, 其总均方根误差为0.480 7; 以冠层光谱反射率的倒数的对数及一阶导数为自变量, 应用逐步线性回归法建模, 拟合度较好, 其总均方根误差分别为0.333 5和0.348 8; 三种光谱数据的春玉米LAI两种回归算法中, 以冠层反射率倒数的对数为自变量, 应用逐步线性回归方法建模的拟合度最佳。
多元逐步线性回归 偏最小二乘回归 高光谱反射率 倒数的对数 一阶导数 Multivariate step linear regression (MSLR) Partial least squares regression (PLS) Spectral reflectance of hyperspectral Logarithm of the reciprocal First derivative 光谱学与光谱分析
2017, 37(5): 1489
吉林大学 电子科学与工程学院 集成光电子学国家重点联合实验室,吉林 长春130012
铟镓锌氧化物薄膜晶体管(IGZO TFT)因具有场效应迁移率高，大面积均匀性好，无定型态等特点，被认为是显示器朝着大尺寸、柔性化方向发展的新型背板技术。源漏电极与有源层之间的接触氧化会增大器件的接触电阻，从而导致器件的性能降低。利用未退火IGZO具有氧含量低、氧空位多、电导率高的特点，提出采用未退火IGZO作为源漏电极缓冲层，以减少源漏电极与有源层之间的接触氧化。研究发现插入4 nm未退火IGZO缓冲层时，相对于未采用缓冲层的器件，其饱和区场效应迁移率提高了11.6%，阈值电压降低了3.8 V，器件性能有所提高。此外，该方法还可以在原位退火之后继续使用与有源层相同的材料溅射生长缓冲层，能够使得在采用矩形靶溅射方式的工业生产中，制备缓冲层工艺更加简单。
薄膜晶体管 接触电阻 缓冲层 thin film transistor InGaZnO InGaZnO contact resistance buffer layer
1 吉林大学 电子科学与工程学院 集成光电子学国家重点联合实验室,吉林 长春130012
2 中国科学院 微电子研究所,北京 100029
以比铝、银等金属材料透光性更好的铜作为白光有机顶发射器件的顶电极,将其应用到基于Al底电极的蓝、黄互补色顶发射白光有机电致发光器件（TEWOLED）,通过合理设计器件结构,制备出的器件具有较低的驱动电压和较高的效率,4 V下亮度超过1 000 cd/m2、功率效率达到28.5 lm/W,效率滚降较小。我们利用p型电学掺杂结构和电子注入缓冲层结构分别解决了铝和铜电极功函数同空穴传输层的HOMO能级和电子传输层的LUMO能级不匹配问题,并通过TcTa光学覆盖层的调节作用使器件具有较好的光谱稳定性。基于Cu顶电极的TEWOLED与采用Al作为互连金属的CMOS工艺兼容,我们将该器件与硅基CMOS驱动电路结合,获得了SVGA白光有机微显示器件,为彩色有机发光微显示的实现奠定了基础。
顶发射白光有机电致发光器件 铜顶电极 SVGA白光有机微显示 top Emitting White Organic Light Emitting Diodes Cu top electrode SVGA white OLED microdisplay
吉林大学电子科学与工程学院 集成光电子学国家重点联合实验室, 吉林 长春130012
采用原子层沉积工艺(ALD)生长均匀致密的三氧化二铝(Al2O3)薄层对氮化硅(SiNx)绝缘层进行修饰,研究了铟镓锌氧薄膜晶体管(IGZO-TFTs)器件的性能。当Al2O3修饰层厚度为4 nm时,绝缘层-有源层界面的最大缺陷态密度相比于未修饰器件降低了17.2%,器件性能得到显著改善。场效应迁移率由1.19 cm2/(V·s)提高到7.11 cm2/(V·s),阈值电压由39.70 V降低到25.37 V,1 h正向偏压应力下的阈值电压漂移量由2.19 V减小到1.41 V。
铟镓锌氧薄膜晶体管 三氧化二铝 氮化硅 最大缺陷态密度 IGZO thin film transistors Al2O3 SiNx the maximum density of surface states
1 北京航空航天大学 精密光机电一体化技术教育部重点实验室，北京，100191
2 上海航天控制技术研究所，上海，200233
为了测试数字闭环加速度计系统的带宽，对国军标1037A-2004中的电模拟法进行了改进。首先，讨论了用国军标1037A-2004中的电模拟法测试数字闭环加速度计带宽存在的不足，然后，对加入激励信号的数字闭环加速度计系统的检测电路及闭环控制模型进行分析。分析显示，在系统的反馈回路加入激励信号最终可以在输入端等效为外界输入加速度，且该系统的动态模型与传统机械激励测试法系统的动态模型一致。最后，提出一种在数字闭环加速度计的反馈回路外加激励信号来测试该系统带宽的方法。实验表明: 数字闭环加速度计系统的实测-3 dB带宽值为320 Hz左右，与理论值(345 Hz)基本吻合。该方法具有精度高、误差源少、便于在线测试等特点，可满足大多数数字闭环加速度计的带宽测试要求。
数字闭环加速度计 带宽测试 反馈回路 加速度 digital closed-loop accelerometer bandwidth testing feedback loop acceleration
中国气象局沈阳大气环境研究所, 辽宁 沈阳 110016
通过监测辽宁锦州地区不同干旱胁迫条件下春玉米拔节-吐丝期冠层高光谱分布, 研究其可见光、 红边区和近红外光的光谱分布特征, 分析不同波长光谱反射率与各深度土壤湿度的相关关系, 结果表明: 拔节-吐丝期, 0～20 cm层土壤湿度与350～710 nm区间光谱反射率存在显著的负相关关系, 各层土壤湿度(0～60 cm)与710～1 300 nm区间光谱反射呈正相关关系, 其中40 cm深度土壤湿度与光谱反射率正相关性较好; 红边区(680～760 nm)光谱反射率较好的反映了植株的生长状况, 该区间单位波长光谱反射率变化由增加-减小, 为相对较稳定的光谱区间。 各层土壤湿度与红边参数的多项式回归趋势相似, 表层0和20 cm土壤湿度与红边参数关系曲线呈先增加后减小趋势, 40和60 cm土壤湿度则先减小后增加。
干旱胁迫 春玉米 拔节期 吐丝期 高光谱特征 Drought stress Spring maize Jointing stage Silking stage Hyperspectral characteristics 光谱学与光谱分析
2012, 32(12): 3358
