贾彩云 1,2,*张海军 1,2
作者单位
摘要
1 中国矿业大学化工学院,江苏 徐州 221116
2 中国矿业大学,国家煤加工与洁净化工程技术研究中心,江苏 徐州 221116
结晶是材料生产和加工过程中非常重要的一步,也是自然环境中矿物生成的重要步骤。结晶演化过程中,最基本和最重要的步骤是成核。本文综述了近年来具有代表性的非经典成核路径,包括:旋节线分解、预成核团簇以及无定形前驱体等,论述了多种成核路径在同一体系共存的证据,探讨了将非经典成核纳入经典成核的理论体系建设,并展望了晶体成核未来的研究方向。本文为晶体成核提供了一个新视角--经典与非经典成核在同一体系共存,有助于对晶体成核理论提供更深入的认识。
晶体成核 非经典成核 旋节线分解 预成核团簇 无定形前驱体 crystal nucleation non-classical nucleation spinodal decomposition pre-nucleation clusters amorphous precursors 
硅酸盐学报
2023, 51(7): 1858
作者单位
摘要
1 中国科学院深圳先进技术研究院多尺度晶体材料研究中心,广东 深圳 518055
2 山东大学,晶体材料国家重点实验室新一代半导体材料研究院,济南 250100
3 山东大学,晶体材料国家重点实验室,济南 250100
铌酸锂晶体中存在着丰富的缺陷结构,主要包括VLi、NbLi4+、VNb以及VO等点缺陷。缺陷的存在会在很大程度上影响铌酸锂晶体的性质,如压电、电光、铁电、光折变、非线性光学性质以及激光损伤阈值,进而影响声表面波、电光调制器、声光调制器、温度/压力/加速度传感器等器件性能。铌酸锂晶体中缺陷形成的主要过程可以归结为以O2-为中心的介尺度团簇演变。明确铌酸锂晶体缺陷形成过程中的介尺度团簇演变机制对于缺陷的控制具有十分重要的意义。本文将从缺陷类型、形成能以及介尺度团簇模型研究铌酸锂晶体中缺陷的动态演变过程以及形成机制。最后分析铌酸锂晶体结构中缺陷导致的杂化、再杂化过程,同时考虑多种自由度的耦合,为铌酸锂晶体的缺陷控制、快速生长以及性能调控贡献力量。最后举例介绍分析铌酸锂晶体缺陷与性质、功能的关联关系。
铌酸锂 缺陷 团簇 介尺度 动态演变 lithium niobate defects clusters mesoscale dynamic evolution 
硅酸盐学报
2023, 51(6): 1425
作者单位
摘要
1 长春理工大学物理学院, 吉林 长春 130022
2 吉林工程技术师范学院数据科学与人工智能学院, 吉林 长春 130052
杀草强是一种白色结晶粉末状的化学除草剂, 对环境有极强的破坏性, 大量使用会造成农残污染, 对生物体具有致癌作用。 目前利用密度泛函理论探究杀草强分子的拉曼增强机理的相关研究相对较少, 开展了Au聚体吸附位点对杀草强分子表面增强拉曼光谱的影响研究。 采用Multiwfn软件结合VMD软件探究了杀草强分子表面静电势分布, 得出N1, N4和N6是杀草强分子与Au原子配位的最佳位置。 基于密度泛函理论, 运用GaussView5.0和Gaussian09软件, 在B3LYP/6-31++G(d, p)基组水平上对杀草强分子进行几何构型优化, 并对C, H, N原子使用6-31++G(d, p)基组, Au原子使用LANL2DZ赝式基组, 计算了杀草强分子的常规拉曼散射光谱和杀草强分子与Au4聚体以及Au6聚体吸附的表面增强拉曼散射光谱, 并进行特征峰指认和比较。 结果发现在Au与N1配位形成的复合物中, 在1 064, 1 200, 1 392和1 592 cm-1处杀草强分子的拉曼活性明显; Au与N4配位形成的复合物中, 在1 304 cm-1处杀草强分子的拉曼活性明显; Au与N6配位形成的复合物中, 在1 064, 1 520和1 592 cm-1处杀草强分子的拉曼活性明显。 经过比较得出Au与N1和N6配位形成的复合物增强效果较好。 Au4聚体以及Au6聚体与N1吸附得到拉曼特征峰最大增强因子分别达到41和81倍; Au4聚体以及Au6聚体与N6吸附得到拉曼特征峰最大增强因子分别达到55和96倍。 杀草强分子与Au原子结合有很明显的拉曼增强效应, 当Au聚体由四个增加到六个时, Raman光谱增强效果明显。 该研究结果为杀草强分子的实验研究打下了理论基础。
表面增强拉曼光谱 密度泛函理论 金聚体 杀草强分子 Surface enhance Raman spectroscopy Density functional theory Gold clusters Amitrole molecule 
光谱学与光谱分析
2022, 42(12): 3709
作者单位
摘要
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学 材料与光电研究中心,北京 100049
3 北京航空航天大学,北京 100191
提出了一种采用增益芯片和光栅外腔的双波长可调谐半导体激光器。增益芯片采用了富铟团簇量子限制结构作为其量子限制结构,由于该结构独特的平顶增益特性,可以使激光器在双波长调谐范围内实现光强稳定。本研究中的谐振腔包括内部谐振腔和外部谐振腔,其中内部谐振腔由增益芯片的两个自然解理面构成,以支撑整个系统工作在特定波长。外部谐振腔由增益芯片的一个自然解理面和光栅构成,可实现969.1~977.9 nm的工作波长范围。最终该系统基于单个增益芯片和单个光栅实现了同步双波长输出,双波长的频率差在THz范围。本研究有望为实现双波长差频太赫兹源提供一种可能的解决方案。
半导体激光器 富铟团簇 可调谐 tunable laser dual-wavelength laser indium-rich clusters 
红外与毫米波学报
2022, 41(3): 540
王佳佳 1,2,3提汝芳 1,3,*刘晓 1,3,4黄红莲 1,3,4孙晓兵 1,3,4
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230036
3 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
4 合肥市农业行业首席专家工作室, 安徽 合肥 230031
强对流云团是气象领域重要的研究对象之一。利用大气气溶胶多角度偏振探测仪(DPC) 观测数据对强对流云团进行偏振辐射特性研究,为强对流云团识别提供多维信息。以强对流云团、台风云团和非降水云团为例,研究表明:强对流云团反射率高于非降水云团,且其反射率空间分布更均匀;在发展旺盛的强对流云团中大部分是冰晶粒子,只有边缘部分有液态水存在,而其他非降水云团的相态分布差异较大;在相近的照明和观测几何条件下,强对流云团偏振角空间分布的离散性大于非降水云团,且两者偏振角均值差异大;强对流云团的偏振角图像可以很好地表征其轮廓特征。
大气光学 偏振探测仪数据 强对流云团 偏振角 偏振辐射 纹理特征 
光学学报
2022, 42(9): 0901003
刘发付 1,2,*张丛 1郭建斌 1张武 1[ ... ]徐明霞 3
作者单位
摘要
1 内蒙金属材料研究所,包头 014000
2 华中科技大学材料科学与工程学院,武汉 430073
3 山东大学晶体材料国家重点实验室,济南 250100
采用全反模式的红外(ATR-IR)光谱实时研究了不同氘含量KH2-xDxPO4(DKDP)晶体的结晶过程,其中DKDP溶液氘含量范围为0到99%。通过υ1(PO4)和υ3(PO4)振动表征了DKDP结晶溶液中(H2PO4-)1-x(D2PO4-)x离子基团浓度的变化。υ1(PO4)振动强度的变化和υ3(PO4)振动宽度的变化说明生长溶液中的(H2PO4-)1-x(D2PO4-)x离子浓度随着测试时间延长而不断增大。同时,δ(P-O…H/D-O-P)振动峰的形成说明DKDP晶体的生长基元为(H2PO4-)n-x(D2PO4-)x离子团簇。波数在1 448 cm-1到1 653 cm-1范围内H-O-H和D-O-D振动强度的变化解释了DKDP晶体在结晶过程中氘含量分布不均的现象。
DKDP单晶 结晶过程 ATR-IR光谱 (H2PO4-)n-x(D2PO4-)x团簇 氘含量 生长基元 DKDP single crystal crystallization process ATR-IR spectroscopy (H2PO4-)n-x(D2PO4-)x clusters deuterium content growth unite 
人工晶体学报
2022, 51(3): 404
作者单位
摘要
宁波大学高等技术研究院 红外材料及器件实验室, 浙江 宁波 315211
可调宽带近红外发光材料作为红外光源和可调谐光纤激光器核心组件, 在高容量光纤通信、成像和遥感等现代技术中发挥着至关重要的作用。本文研究了碲掺杂钙-铝-锗酸盐玻璃的宽带近红外发光性能调控方案及其机理。通过引入碳构建还原气氛, 还原TeO2原料为碲原子; 再优化CaO、Al2O3含量, 调整碲掺杂钙-铝-锗酸盐玻璃中碲拓扑笼的结构和大小, 稳定并调控碲团簇发光中心, 实现高效且可调谐的宽带近红外发光。最后通过改变TeO2掺杂含量, 提供可形成团簇的合适含量碲源, 进一步增强碲近红外发光, 并揭示了碲近红外发光性能调控机理。本研究为未来宽带、高效、可调谐的近红外发光材料设计提供了重要指导, 推进了其在宽带光放大器和可调谐激光器中的应用。
碲团簇 近红外发光 宽带可调谐 调控机理 tellurium clusters near-infrared luminescence tunable broadband regulation mechanism 
发光学报
2022, 43(1): 51
作者单位
摘要
1 燕山大学信息科学与工程学院, 河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
2 燕山大学电气工程学院, 河北省测试计量技术及仪器重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
毒死蜱作为一种广谱高效有机磷杀虫剂, 在农业等领域被广泛使用。 但是, 环境毒理学研究发现, 毒死蜱可直接施于土壤中, 与土壤颗粒牢固结合, 几乎不会迁移或挥发, 而且水溶性低, 容易造成药物残留, 影响着农副产品食用的安全性, 对生态环境具有潜在的危险性, 许多国家对毒死蜱在农产品中的残留量有严格的规定。 因此, 检测毒死蜱残留的生态风险问题是当务之急。 表面增强拉曼光谱(SERS)技术具有快捷、 高效、 灵敏度高等优势, 已经成为光谱检测领域的热点研究技术; 密度泛函理论被广泛用于分子结构与性质的理论模拟计算及光谱分析。 基于表面增强拉曼光谱和密度泛函理论对杀虫剂毒死蜱的拉曼和表面增强拉曼光谱进行理论研究。 首先, 利用GaussView5.0对毒死蜱分子及加入银团簇基底的分子结构进行构型。 其次, 对毒死蜱分子采用6-31G基组, 并基于密度泛函理论进行结构优化, 利用Gaussian09模拟计算出其拉曼及表面增强拉曼光谱, 并确定拉曼光谱和SERS光谱峰值归属。 最后, 从频移量角度分析银团簇Ag2和Ag3对毒死蜱拉曼光谱的增强效应, 并进行频移量大小对比。 研究发现, 在两种尺寸银团簇作用下, 拉曼光谱在326, 463, 741, 781, 1 068, 1 294, 1 435和1 602 cm-1波数处的特征峰强度均有明显的增强, 且随着银团簇结构尺寸增大, 拉曼信号增强效果更为明显; 在不同银团簇增强作用下, 一些特征峰发生偏移, 其频移量与银团簇结构相关联, 在Ag2和Ag3银团簇增强下, 表面增强拉曼光谱在463, 741~781 cm-1波数处均产生了较大的频移, 其余特征峰波数处频移量较小, 均在20 cm-1以下, 毒死蜱分子分别与Ag2和Ag3入侵后的表面增强拉曼光谱进行对比, 频移方向有很好的一致性。 该研究结果为表面增强拉曼光谱技术在农药残留检测领域的应用提供了理论依据。
拉曼光谱 表面增强拉曼光谱 密度泛函理论 银团簇 毒死蜱 Raman spectroscopy Surface-enhanced Raman spectrum Density functional theory Silver clusters Chlorpyrifos 
光谱学与光谱分析
2021, 41(11): 3462
作者单位
摘要
1 兰州交通大学 测绘与地理信息学院,甘肃兰州730070
2 兰州交通大学 自动化与电气工程学院,甘肃兰州730070
为准确捕捉三维点云模型的上下文信息,提高分割准确率,提出一种利用模型相似性进行三维模型簇协同分割的方法。首先,对点云模型进行最远点采样得到质心点,并采用球内随机选取的方式确定邻域点以构建球形邻域;然后,使用特征聚合算子编码三维点云之间的几何拓扑关系,提取各邻域间的相关联特征,并利用各球形邻域的质心坐标构建空间相似性矩阵,由空间相似性矩阵对编码器网络所提取的模型局部特征进行加权求和,完成对三维模型的协同分析;最后,搭建分层特征提取网络对经过加权处理的关联特征进行解码操作,完成模型簇协同分割任务。实验结果表明,本文算法在ShapeNet Part数据集上的协同分割准确率达到了86.0%。与kNN算法相比,以球内随机选取法为邻域点采样策略,可使网络的分割准确率提升0.8%;相比于使用共享的多层感知机进行特征提取,使用特征聚合算子进行卷积运算可使网络的分割准确率提高12.9%;与当前主流的模型分割算法相比,本文算法的分割准确率得到了进一步的提升。
协同分割 特征聚合算子 空间相似性矩阵 模型簇 分层编-解码器 co-segmentation feature aggregation operator spatial similarity matrix shape clusters layered codec 
光学 精密工程
2021, 29(10): 2504
作者单位
摘要
1 内蒙古工业大学理学院物理系, 内蒙古 呼和浩特 010051
2 内蒙古工业大学能源与动力工程学院, 内蒙古 呼和浩特 010051
采用CCSD(T)/aug-cc-pVTZ-DK//MP2/6-31G(2df, p)和B3LYP/ aug-cc-pVTZ基组研究了小尺寸团簇CrSin (n=3~9)及其阴离子的结构、 稳定性以及光电子谱。 结果表明: 中性及其阴离子的基态结构是外嵌结构。 由计算得出的解离能可知, 在n<5时, CrSin中性结构的稳定性弱于其阴离子结构。 在n≥5时, CrSin中性结构中, CrSi5和CrSi8结构的稳定性强于其相邻团簇; CrSin阴离子结构中, CrSi4和CrSi7结构的稳定性弱于其相邻团簇。 计算得出的CrSin垂直电子解离能分别为: CrSi3 (2.26 eV), CrSi4 (3.21 eV), CrSi5 (2.72 eV), CrSi6 (3.54 eV), CrSi7 (2.45 eV), CrSi8 (2.71 eV)和CrSi9 (2.95 eV)。 除CrSi4以外, 其他CrSin结构的垂直电子解离能数值与实验值很好符合, 平均绝对误差仅为0.073 eV。 计算得出的CrSin绝热电子亲和能分别为: CrSi3 (2.07 eV), CrSi4 (1.95 eV), CrSi5 (2.4 eV), CrSi6 (2.32 eV), CrSi7 (2.38 eV), CrSi8 (2.67 eV)和CrSi9 (2.63 eV)。 除CrSi6以外, 其他CrSin结构的绝热电子亲和能与实验值很好符合, 平均绝对误差仅为0.09 eV。 此外, 在PBE1PBE/6-31G(2df, p)水平下模拟了CrSin (n=3~9)阴离子基态结构的光电子光谱, 并与报道的实验结果相比较, 可以得出该研究得到的基态结构是可靠的。
铬掺杂硅团簇 基态结构 稳定性 光电子谱 Chromium doped silicon clusters Ground-stste structure Stability Photoelectron spectra 
光谱学与光谱分析
2020, 40(5): 1388

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