本文选取3种气溶胶粒子和3种卷云粒子,利用时域有限差分法,对椭球型气溶胶粒子和六棱柱卷云粒子在不同波长下散射相位函数进行了仿真分析,并讨论了入射方向对粒子散射特性的影响。仿真结果表明,尺寸参数较小时散射相位函数变化较平稳,尺寸参数较大时曲线出现震荡,且随尺寸参数增大震荡剧烈;粒子单次散射能量主要集中在前向散射,随散射角增大呈指数下降;气溶胶粒子散射相位函数在90~150°之间出现明显的波谷;卷云粒子散射相位函数一般不出现明显波谷。当入射角度改变时,气溶胶粒子在整个0~180°之内的散射相位函数都有101数量级的变化,卷云粒子则在0~90°前向散射内保持稳定。本文的研究方法和结论可以为研究天空偏振光模式的形成机理和变化规律提供参考。

利用Mie理论研究了单分散煤粉颗粒对光波的散射特性,给出了单次散射相函数、消光效率因子、散射效率因子、不对称因子和单次散射反照率随粒子尺寸的变化关系;当煤粉浓度较大时,需要考虑颗粒系的多次散射特性,根据辐射传输理论,利用蒙特卡洛方法研究了煤粉颗粒的多次散射特性,并给出了其后向散射随观测角度、粒子半径和光学厚度的变化关系,计算结果对煤粉颗粒反演具有一定指导意义。

制备银溶胶作为表面增强活性基底,以此为基础详细研究了柯衣定的表面增强拉曼光谱(SERS)。选择1000 cm-1处的拉曼特征峰作为研究对象。研究了氯化钠作为促凝剂时的增强效果。测得不同浓度下柯衣定水溶液的SERS。结果表明,当柯衣定水溶液浓度低至10-8 g/mL时,依然可以得到明显的拉曼光谱信号。将这种柯衣定的检测方法应用于饮料样品的检测之中,当柯衣定的浓度为10-8g/mL时仍可检测出SERS信号。此种方法操作简便快捷,无需对样品进行预处理,在饮料中柯衣定的快速检测方面具有很大应用潜力。

本文采用拉曼光谱研究不同配比的二元钠硅酸盐玻璃,结果显示碱金属阳离子的浓度影响结构中桥氧的含量,且不同初级结构Qi具有不同的特征峰。对Na2O·3SiO2玻璃进行高温拉曼和核磁共振研究,分别采用精细结构Qjklmi(m1h,m2q,m3t)和Qjklmi取代初级结构Qi进行解谱拟合和结构分析得到得到初级微结构单元的实际分布,结合量化分析结果计算其拉曼散射截面,定量分析Na2O·3SiO2玻璃及熔体在升温状态下结构随温度的变化。从室温到到熔态,Qi结构之间存在动态平衡,Na2O·3SiO2玻璃随着温度的升高从玻璃态到高弹态,最后经历粘流态到熔态。

本文提出了一种石墨烯薄膜的自组装制备技术, 获得了高导电、高透明的均匀石墨烯薄膜,并对其进行了参数测试和光谱特性研究。研究表明此方法制备的石墨烯薄膜具有杂质含量少、高导电、高透明、膜厚均匀可控等优点,其平均透过率达到80%,方阻最低可达到0.2 Ω/sq,在透明电极和有机光电子学领域有重要应用前景。

采用溶胶-凝胶法制备Ti1-xFexO2胶体,然后放入高压反应釜中进行热处理,得到了一组Ti1-xFexO2纳米粉末样品。利用X射线衍射仪(XRD)和拉曼光谱(Raman)对样品的结构进行表征。利用振动样品磁强计(VSM)对样品的磁性进行研究。利用紫外-可见光谱(UV-Vis)以罗丹明B溶液为目标降解物,考察了样品的光催化性能。研究发现,不同掺杂浓度的Ti1-xFexO2样品均为锐钛矿结构。Fe掺杂的样品表现出室温铁磁性,并且铁磁性来源于半导体本征磁性而不是来源于第二相。当掺杂浓度从0.0%增加到0.2%时,光催化活性增强。当掺杂浓度从0.2%增加到0.8%时,光催化活性下降。掺杂浓度为0.2%时光催化活性最好。

本文通过水热法合成了Au和Au/Au同质结纳米粒子,并用透射电子显微镜(TEM)和紫外可见吸收(UV-vis)光谱对所合成的单分散Au纳米粒子和Au/Au同质结纳米粒子进行了表征。我们的研究发现,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)在Au/Au同质结纳米粒子的合成中起着非常重要的作用,改变CTAB的加入量,Au纳米粒子由单分散Au纳米粒子变成Au/Au同质结纳米粒子。

三片具有不同载流子浓度的n型6H-SiC体材料用于83 K到673 K的变温拉曼散射研究，能够得到变温的拉曼散射模。通过测量可以得到,随着温度的增长,不同的声子散射模的拉曼峰逐渐变小。运用声子频率的温度特性计算公式,对三片样品的三个声子模的峰位进行拟合能够得到很好的拟合结果。6H-SiC样品的纵光学声子模(LOPC)的拉曼位移像其他的拉曼模一样,随着温度的增加而变小。在较高的温度时所有的声子模明显展宽。

采用量子化学密度泛函计算方法对NaF-AlF3系熔盐的若干典型固相晶体结构进行了计算模拟拉曼光谱研究,并对光谱的振动形式进行了归属,发现特征峰位与铝配位数关系明显;同时,对NaF-AlF3二元系熔盐固相晶体及熔体结构进行了原位变温拉曼光谱实验研究。结果表明,基于计算模拟的振动谱峰归属分析,为NaF-AlF3系熔盐的微结构识别和温致结构变化提供了解析依据,而且随着AlF3浓度的增加,熔盐中铝六配位结构逐渐转化为铝四配位结构。

本文利用离散偶极子近似<参考文献原文>(Discrete Dipole Approximation,简称DDA),从理论上系统地探究了氟氧化物微晶玻璃纳米微晶的尺寸、周围介质折射率和多粒子周期性排布结构对散射效率的影响,提出降低微晶玻璃散射效率的有效途径,成功解释了氟氧化物微晶玻璃中的“超透明”现象。

分别在3500~100和3500~500 cm-1范围内测量了邻苯二甲酸酐分子的拉曼和红外实验光谱,同时利用密度泛函理论中的B3LYP混合泛函方法和6-311G(d, p)基函数组,计算了该分子的平衡构型和振动频率,及其拉曼和红外光谱强度,结果表明:理论计算和实验结果较好的符合。最后采用简正振动分析方法得到了各振动模的能量分布,从而对该分子的振动频率归属做出了全面指认。

荧光的干扰使得毒品海洛因难以直接进行拉曼光谱检测。本文将表面增强拉曼散射(SERS)技术引入到毒品海洛因的快速检测,首次获得它的表面增强拉曼特征峰。采用此法成功检测了来自海关的20批毒品海洛因样品,对其它粉末的检测中没有出现误报现象。这表明表面增强拉曼光谱可用于对海洛因的准确检测。

拉曼光谱技术作为常用的表征和测试分析手段,已被广泛的应用。本文设计搭建了基于激光显微共聚焦拉曼光谱仪的偏振拉曼光谱测试系统,将入射激光和拉曼散射的偏振引入拉曼光谱测试系统中。应用该实验平台,测试物理气相传输(PVT)法制备的4H-SiC样品,结果表明其拉曼光谱强度具有旋转偏振变化规律。本文所设计的系统将为偏振拉曼的研究提供实验基础,也为相关材料的分析提供技术保障。

本文设计了一个基于内嵌可旋转银纳米方块圆形纳米腔的金属-介质-金属波导滤波器, 并用时域有限差分算法进行了表征。 由于旋转的银纳米方块破坏了圆形纳米腔原有的对称稳态磁场分布, 因而产生了一种新的振动模式。 这种新的振动模式依赖于内嵌旋转银纳米方块的旋转角度和边长。 与没有嵌入银纳米方块和嵌入银纳米方块没有旋转时的金属-介质-金属波导滤波器相比, 内嵌入旋转的银纳米方块的金属-介质-金属波导滤波器对周围介质折射率的微小变化更加敏感。 因此, 该结构在生物传感器方面具有潜在应用。

本文利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合主成分分析和聚类分析对白小米、黄小米、糯小米、青小米、陈黄小米、黑小米和大黄米进行鉴别研究。所有样品的傅里叶变换红外光谱整体相似,二阶导数光谱存在明显的差异。选取1800~1400 cm-1范围内的二阶导数光谱数据对52份小米样品做多变量分析,结果显示,主成分分析的分类准确率为84.6%,系统聚类分析的分类准确率为92.3%。结果表明傅里叶变换红外光谱技术结合化学计量学能有效地区分不同品种的小米,为不同小米的分类鉴定提供新的方法与途径。

在pH为3.20~3.40的弱酸性介质中,稀土金属元素钐(Ш)与钕(Ш)均能使刚果红的荧光显著猝灭。实验表明:刚果红的最大发射波长(λem)为419 nm,在钐(Ш)和钕(Ш)的存在下,刚果红荧光猝灭程度(ΔF)与钐(Ш)和钕(Ш)的浓度呈线性关系。钐(Ш)和钕(Ш)的检出限分别为0.0826 μg/mL和0.1088 μg/mL,线性范围为0.004~2.8 mg/mL和0.004~1.6 mg/mL。文中优化了反应条件的影响,据此发展了以刚果红为荧光探针的灵敏、简便、快速测定钐(Ш)与钕(Ш)的新方法。将方法用于茶叶中钐(Ш)与钕(Ш)含量的快速测定,结果满意。

近年来,利用纳米颗粒增强薄膜太阳电池效率受到了广泛关注。本文研究了核-卫星状复合结构银颗粒背位增强1 μm厚的硅薄层光吸收。采用了有限差分时域(Finite-difference Time-domain, FDTD)方法对所设计模型进行仿真模拟。结果发现,这种处在硅背面位置的复合结构银颗粒在很宽的光谱范围内具有很强的散射能力,同时,相比没有背位银颗粒阵列的1 μm硅薄层,有颗粒阵列的硅薄层对光的吸收有着明显的增加。

采用低温等离子体辅助气相沉积技术在低压常温条件下制备稳定的纳米铝膜。利用发射光谱和Langmuir双探针法分析射频感应耦合Ar等离子体成分及分布密度特性,结果显示在衬底附近等离子体密度衰减趋于平缓且均匀,浮动电位0.329 V;随着功率的增加,Ar+对成膜起主要影响。再结合铝膜的原子力显微结构,研究了不同的等离子环境条件对成膜质量及其紫外可见光谱的光学性质影响。结果表明射频离子源的加入,薄膜微结构发生较明显变化;随功率增加,膜反射率出现峰值;微结构特性对其光学性能影响较大,随着表面粗糙度的增加,紫外及可见光的透射率先减小后增大。