太赫兹射线在烟草化学中新的应用

自20世纪80年代末期以来,太赫兹(THz)射线的研究与应用得到了重要的进展。简要介绍了THz射线的特性及其应用。THz射线在生物学、医学以及其它诸多领域有着广泛的应用,因此提出了它在烟草化学方面新的应用和广阔前景。

多壁碳纳米管太赫兹图谱研究

近年来碳纳米管是一个重要的研究领域,但研究重点主要是其电子、光学和机械等特性。尽管有关单壁碳纳米管的在远红外光谱已有诸多报道,但多壁碳纳米管这方面的研究却较少。试验采用太赫兹时域光谱系统对多壁碳纳米管进行表征,同时也用扫描电镜对其进行形貌检测和微区成分分析,以深入了解其特性。检测结果显示,在0.2～2.0THz内,样品折射率随着频率的增加而减小,吸收系数却随着频率的增加而增加,并可以拟合斜率为1.92的直线;样品的内径为5～15nm、外径为15～25nm,且长度达到了微米级,样品含C量大约为94%,其他为O和Cl杂质元素。根据泰勒扩展式和麦克斯韦方程,得到了样品在该太赫兹频域内吸收的数学模型,该数学模型基本上与检测结果一致。该样品的太赫兹吸收特性主要取决于其化学组成和分子的大小,含C量不同的碳纳米管预示着具有不同的太赫兹图谱和独特的功能。

醇及水烟梗太赫兹吸收图谱研究

用太赫兹时域光谱系统测定了醇烟梗和水烟梗在0．3～1．5THz频段的太赫兹吸收谱，结果表明：在该波段区域，两者的太赫兹吸收具有较大的差异。醇烟梗样品的太赫兹吸收曲线可以拟合成一条斜率为负的直线，而水烟梗的则拟合为多项式方程：同时用扫描电镜对两样品进行了微区成分分析，结果显示：两样品在外形上的差异较小，元素含量有一定的差异：因此，用不同方式处理后的烟梗，其化学组成不同，这是引起它们在0．3～1．5THz波段区域产生不同吸收的根本原因。

美国伦斯勒理工学院档案馆掠影

伦斯勒理工学院（Rensselaer Polytechnic Institute）地处美丽的山城——纽约州特洛伊市。伦斯勒理工学院成立于1824年，其创始人为斯蒂芬．范伦斯勒（Stephen Von Relisselaer）．第一任校长为塞缪尔．布莱切夫特（Samuel Blatchford）。该学院建校时名为伦斯勒学校．其宗旨为“教育学生并促进科学在人们生活中的应用”。它是英语国家中最古老的工科专业大学．一向以成功地将科学技术从实验室推向市场而闻名于世．1833年更名为伦斯勒学院．1861年改名为伦斯勒理工学院并沿用至今。学院占地275英亩（1670亩）。可以俯瞰特洛伊市区和美丽的哈德逊河。

石墨烯与太赫兹科学

石墨烯(Graphene)是材料科学和物理科学领域一颗冉冉升起的新星.作为一种具有优异晶体品质和电子性质的二维材料,石墨烯表现出独特的电子输运、光学耦合、电磁学和其他新奇的性质.例如,石墨烯的禁带宽度和有效质量为零,其电子和空穴的运动方式与相对论性粒子相同.另外,石墨烯拥有已知材料中最高的迁移率,且其迁移率基本与温度无关.石墨烯具有众多的新颖物理现象和应用潜能,其中在太赫兹科学上的应用前景尤其广阔.石墨烯的等离子振荡、可外部控制的导电率及可人为调谐的禁带宽度都与太赫兹科学息息相关.文章重点地介绍了石墨烯的基本性质和最新研究进展,并展望了石墨烯在太赫兹科学上的应用前景,包括石墨烯的太赫兹特性研究及石墨烯太赫兹器件.

具有缓变折射率的太赫兹宽带增透器件

用高阻硅制作的光学元件是太赫兹系统里常用的器件,但是其高达3.42的相对折射率所引起的阻抗失配严重影响了太赫兹系统的功率,因此研究人员尝试了各种各样的方式在高阻硅表面镀上有效的增透膜.在太赫兹波段,缺乏合适的材料是增透研究中亟需解决的一个重要问题.介绍一种结构新颖的硅材料增透器件—三维光子倒置光栅.与普通高阻硅片相比,当结构周期为15μm时,该器件在0.2—7.3 THz范围内对太赫兹波具有明显的增透作用,且覆盖了大部分太赫兹波段.此外,该器件的使用不受太赫兹偏振方向限制,适用于大入射角情形,并具有高达116.3%的相对3 dB带宽.