本文采用传统的高温熔融法在空气气氛中制备了无色透明的Ce3+激活硼锗酸盐闪烁玻璃, 该硼锗酸盐闪烁玻璃中GeO2和Gd2O3总含量为85%, 测得其密度在5.82 g/cm3左右, 且在450~800 nm线性透过率可达80%以上。加入少量的酒石酸(C4H6O6)作为强还原剂以减少Ce4+的产生, 研究了在不同酒石酸添加量下硼锗酸盐闪烁玻璃中Ce3+在340 nm激发波长下的荧光衰减特性, 确定了酒石酸的最佳添加量。此外, 硼锗酸盐闪烁玻璃鲜有光产额方面的报道, 本文测得制备的Ce3+激活硼锗酸盐闪烁玻璃的光产额为27 ph/MeV, 且该高密度Ce3+激活硼锗酸盐闪烁玻璃具有最短约14.40 ns的衰减时间。可以预见, 该高密度、快闪烁硼锗酸盐闪烁玻璃在高能物理和医学成像等领域有着巨大的发展潜力。
闪烁玻璃 硼锗酸盐玻璃 酒石酸 光产额 衰减时间 glass scintillator borogermanate glass Ce3+ Ce3+ tartaric acid light yield decay time
太赫兹时域光谱不但包含了样品的化学信息和物理信息, 还承载了设备噪声、 样品状态、 环境参数等多方面的背景信息, 其光谱的多元性可能影响模型的性能, 降低预测精度。 能否在复杂、 重叠、 变动背景下从光谱数据中提取目标组分的特征信息, 去除冗余变量, 筛选特征谱区, 对太赫兹光谱定量、 定性分析至关重要。 以L-酒石酸为研究对象, 在室温下采集6个浓度: 10%, 20%, 40%, 50%, 60%和80%, 共计342个样本的L-酒石酸太赫兹吸收光谱。 利用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法, 基于6-31G*(d,p)基组对L-酒石酸单分子模型进行优化并对其太赫兹频谱特性进行理论模拟计算, 分析对应特征波峰的分子振动模式, 得到0.2~1.6 THz频段吸收谱。 与实测吸收谱进行对比, 实验所测结果与理论计算结果对应的吸收峰位置基本吻合。 采用自举软缩减法(BOSS)对L-酒石酸的太赫兹吸收谱进行特征谱区筛选, 并与竞争性自适应加权采样(CARS)、 蒙特卡洛无信息变量消除法(MC-UVE)和间隔区间偏最小二乘法(iPLS)3种经典特征谱区筛选法进行对比, 分析结果显示BOSS算法选取的有效谱区与DFT理论计算特征谱区重合度最优。 分别使用全谱PLS, CARS-PLS, MC-UVE-PLS, iPLS及BOSS五种算法对L-酒石酸光谱进行建模回归分析, 实验结果表明, 四种谱区筛选方法相较于全谱PLS模型, 预测精度均有所提高, 其中BOSS算法预测能力提高最为显著, 其交互验证均方根误差(RMSECV)、 预测均方根误差(RMSEP)、 训练集决定系数()和测试集决定系数()分别为0.026 0, 0.026 0, 0.988 1和0.987 5, 相较其他模型有更高的预测精度和模型稳定性, 为实现基于太赫兹光谱技术的快速定量检测提供了一种有效的方法。
太赫兹光谱 L-酒石酸 密度泛函 谱区筛选 自举软缩减法 Terahertz spectrum L-tartaric acid Density functional theory Spectral region Bootstrapping Soft Shrinkage 光谱学与光谱分析
2022, 42(9): 2740
1 山西工程技术学院矿业工程系，阳泉 045000
2 山西大学分子科学研究所，化学生物学与分子工程教育部重点实验室，太原 030006
以2,3-二乙酰对甲苯-D-酒石酸(D-H2DTTA)为原料，与金属Dy(III)盐反应，经过单晶-单晶转换，得到一种新的酒石酸(H2tar)配合物［Dy(Htar)3(H2O)3］n(1)，对该配合物用元素分析、红外光谱、X-射线单晶衍射、粉末衍射以及差热-热重等进行了表征。晶体结构分析表明，配合物1属三方晶系，R3空间群，晶胞参数为a=b=2.723 16(14) nm,c=0.762 75(6) nm,α=β=90.00°,γ=120.00°,V=4.898 5 (6) nm3,Z=3, 剑桥晶体数据库(Cambridge Crystallographic Data Centre, CCDC)编号为1498504。配合物中的金属Dy3+分别与三个酒石酸离子配体Htar-上的六个氧原子和三个配位水分子上的三个氧原子配位，形成九配位三帽三棱柱构型。配合物1在c方向上通过O1和O5原子连接成一维链状结构，相邻Dy3+之间的距离为0.762 8(1) nm。配合物1是由［Dy(HDTTA)3(CH3OH)3］n经单晶-单晶转换过程得到，其转换过程包括酯基水解及水分子取代两类反应。配合物1具有一定的热稳定性，45~166 ℃失去配位水分子，高于166 ℃配合物骨架坍塌。
酒石酸 Dy(III)配合物 单晶-单晶转换 热稳定性 tartaric acid Dy(III) complex single crystal to single crystal transformation thermal stability
长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室，长春 130022
2 μm~5 μm波段GaSb基VCSEL对大气检测技术有着重要的应用，但制备技术的不成熟严重制约着GaSb基VCSEL的发展。刻蚀工艺中出现的下切效应就是器件制备中存在的突出问题。针对上述问题，选择三种不同成分的磷酸系刻蚀液进行了对比性刻蚀实验，并通过台阶仪、扫描电子显微镜(SEM)测试观察了刻蚀速率和表面形貌。实验分析表明，浓度配比为1 mL:1 mL:0.6 g:10 mL的H3PO4:H2O2:C4H6O6:H2O刻蚀液具有良好的腐蚀效果，消除了以往腐蚀过程中出现的下切效应，且垂直形貌好，未出现钻蚀现象，晶片表面平整且光滑，且保持稳定的刻蚀速率0.62 μm/min，为激光器制备提供了良好的前期实验基础。
垂直腔面发射激光器 腐蚀速率 表面形貌 酒石酸 Gallium Antimonide GaSb VCSEL etching rate surface morphology tartaric acid
桂林电子科技大学电子工程与自动化学院, 广西 桂林 541004
利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术对手性异构体D-酒石酸和外消旋体DL-酒石酸进行测量, 得到两种异构体在THz波段的特征吸收峰, 发现它们吸收光谱之间的差异十分明显。利用量子化学软件中密度泛函理论对酒石酸两种异构体的单分子和晶胞进行理论模拟计算, 得到酒石酸两种异构体模拟结果的吸收峰, 并对吸收峰进行指认。实验所测的结果与理论计算的结果对应的吸收峰位置基本吻合, 通过对吸收峰的指认, 深入分析出该类物质的异构体在THz波段吸收峰形成的机理。结果表明, THz-TDS技术可以鉴别酒石酸手性异构体及其外消旋体之间的微小差异。
测量 太赫兹时域光谱 酒石酸 异构体 密度泛函理论 激光与光电子学进展
2017, 54(8): 081202
