乌梁素海重金属在冰-水介质中迁移的微观机理

为探究乌梁素海重金属在冰-水介质中迁移的微观机理,对冰封期乌梁素海不同重金属(Fe、As、Cr、Cu、Zn、Mn、Cd、Hg、Pb)水样进行室内单向结冰模拟,总结重金属在冰体和冰下水体中的分布特征,并根据第一性原理进行结合能计算,从结合能的角度分析其微观机理。结果表明:各重金属与水体的结合能均大于与冰体的,表明重金属在水体中比在冰体中更稳定,驱使重金属从冰体向冰下水体迁移。

基于多区多求解器的金属-介质复合目标电磁散射特性分析

在导弹类金属-介质复合目标电磁散射特性求解过程中,采用常规迭代求解方法存在难以收敛以及内迭代边界积分区域重复求解的问题。针对该问题,在传统有限元边界积分区域分解法(finite element boundary integral domain decomposition method,FE-BI-DDM)的基础上,采用了更为灵活的多区多求解器的方法(multi domain multi solver method,MDMSM)。该方法对导弹类金属-介质复合目标中难以收敛的金属区域,使用快速直接求逆的方法求解,由于可以使用独立的网格模型进行电磁建模,避免了内迭代部分的模型重复建立过程,从而大幅减少了整体模型求解时间。实验结果表明:所提方法可以在相同计算精度的条件下,以不过多增加内存空间为前提,大幅缩短了导弹类目标的金属-介质复合模型的电磁求解时间。该方法为开展导弹类目标特性分析提供了一条可行的技术途径。

基于金属-电介质-金属波导结构的等离子体滤波器的数值研究

基于金属-电介质-金属波导结构,提出了一种含双侧多支节型等离子波导滤波器,采用有限元法研究了其透射特性.在该结构的透射谱中观察到了基于电磁诱导透明效应的四个窄带透射峰,并通过模场分布有效阐释了透射谱线中峰值、谷值的产生的物理机理.数值研究同时表明当每个支节长度线性增加时,透射峰中心波长也将线性增加.这一结果可用于指导可调谐、多通道窄带滤波器的设计.

基于十字连通形环形谐振腔金属-介质-金属波导的折射率传感器和滤波器

提出了由十字连通形环形谐振腔耦合两个金属-介质-金属(metal-insulator-metal, MIM)波导的结构,并用有限元法数值研究了表面等离极化激元在结构中的传输特性.通过对透射谱的研究,系统地分析了MIM结构的传感特性.结果表明,在透射光谱中有三个共振峰,即存在三种共振模式,其中透射峰与材料的折射率呈线性关系.通过对结构参数的优化,得到了折射率灵敏度(S)高达1500 nm/RIU的理论值,相应的传感分辨率为1.33×10^(-4)RIU.更重要的是,灵敏度不受结构参数变化的影响,这意味着传感器的灵敏度不受制造偏差的影响.此外,谐振波长与环形腔中心半径成线性关系,该器件在较大波长范围内实现可调谐带通滤波.透射强度随着波导与环形腔间距的增大而减小,透射带宽同时减小,因此,可以通过控制环形腔与波导的耦合距离来调谐透射强度及透射带宽.研究结果对高灵敏度纳米级折射率传感器和带通滤波器的设计以及在生物传感器方面的应用都具有一定的指导意义.

一维金属-介质光子晶体光谱特性研究

采用干涉矩阵方法对一维金属-介质光子晶体的光谱结构进行了研究。结果表明介质材料的厚度、折射率以及金属材料折射率的虚部对光子晶体光谱的影响可以采用驻波理论较好解释。当金属材料的厚度大于其趋肤深度时,厚度的增加会导致光子晶体的透射率和吸收率均降低,但对光子晶体透射和吸收峰的位置没有影响。

金属微粒-电介质复合材料的高频电磁特性

利用高频电磁波作用下金属微粒的等效偶极子模型,考虑表面衰减而引入金属颗粒的归一化电磁参数,由等效介质理论(EMT)得到推广的Bruggeman公式计算了金属颗粒-电介质复合材料等效电磁参数随入射波频率的变化.对于无磁性金属微粒所形成的复合材料,较高的等效电容率的虚部反映了复合材料具有一定的磁损耗和较强的吸波特性,等效磁导率的实部小于1显示出抗磁性.

探究光谱在短支路结构金属-电介质-金属型波导中的传输特性

应用时域有限差分(FDTD)方法研究了余弦调制高斯脉冲通过短支路结构金属-电介质-金属(MDM)波导的光谱传输特性。从理论上讨论了由短支路结构内形成的简振驻波可以使波导具有滤波特性。FDTD仿真结果证明,输出光谱的透射率周期在短波长段较小,长波长段较大;短支路长度越长,透射率周期数越多。以上特性可用于制作波导滤波器和波导光开关,也可以用于光子器件集成和传感器领域。

金属-介质-金属多层结构可调谐Fabry-Perot共振及高灵敏折射率传感

顶层透光、底层不透光的金属-介质-金属多层结构可以产生窄带完美吸收共振,用于测量介质层待测液体的折射率变化.本文通过构建Fabry-Perot共振解析模型,准确复现了该结构的响应光谱,给出了其共振波长、品质因子、半高全宽和灵敏度的解析表达式,并分析了介质层厚度对光谱的谐振波长和线宽的调谐机制,明确了其物理机理.基于8阶Fabry-Perot共振的金属-介质-金属多层结构,用于折射率传感时的品质因子及优值分别达到2162.8和1648.1 RIU-1.针对极小的折射率扰动,通过在奇异点状态叠加Fabry-Perot共振的调谐机制,提出了通过测量奇异点波长处反射系数的增加量或散射矩阵本征值的分裂量,实现对待测液体折射率的可调谐式传感的方案.Fabry-Perot模型解析结果显示,当待测液体的折射率变化为10-4 RIU时,基于8阶Fabry-Perot共振的金属-介质-金属多层结构的前向反射系数增加量和本征值分裂量分别达到0.319和1.1279.

基于金属-介质纳米结构磁激元效应的石墨烯增强吸收研究

石墨烯作为一种单层碳原子厚度的二维材料,其在可见光和近红外波段的吸收率只有2.3%。这大大限制了其在太阳能电池、光电探测等领域的应用。本文提出一种金属-介质组成的周期纳米结构,利用纳米结构中激发的磁激元共振(Magentic Polaritons,"MP")效应,实现了石墨烯在近红外波段的吸收增强。利用有限元法的理论仿真,系统研究了纳米结构参数对石墨烯吸收特性的影响。结果表明,在特定结构参数下,能使石墨烯的吸收率增大16倍左右。利用Inductor-Capacitor(LC)电路模型成功解释了石墨烯的吸收增强的物理机制,预测了复合系统的磁激元共振峰波长,发现石墨烯的存在不影响磁激元共振峰的位置。文中提出的纳米结构在加工上易于实现,研究结果将在基于石墨烯的新型光电子器件的设计和实现方面有潜在应用价值。

冠状动脉旁路移植术中基质金属蛋白酶-9及炎症介质的释放及相关性

目的:探讨体外循环下冠状动脉旁路移植术(coronary artery bypass grafting,CABG)和非体外循环下冠状动脉旁路移植术(off-pump coronary artery bypass surgery,OPCAB)中血清基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)和炎症介质的变化规律。方法:选择择期CABG和OPCAB的患者各18例,CABG组在麻醉插管前(T0)、CPB开始后15 min(T1)、CPB结束时(T2)、CPB结束后2 h(T3)和6 h(T4)时间点采集动脉血标本,OPCAB在麻醉插管前(T0)、前降支吻合完成时(T1)、所有吻合完成时(T2)、吻合完成后2 h(T3)和6 h(T4)时间点采集动脉血标本,采用酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent as-say,ELISA)测定血清MMP-9及炎症介质TNF-α和IL-8的含量。结果:CABG组MMP-9和TNF-α、IL-8的释放较OPCAB组明显升高(P<0.01);CABG组MMP-9、TNF-α和IL-8在体外循环结束时达到最高峰值,与CPB前相比P<0.01,之后呈下降趋势,而且MMP-9的升高与TNF-α和IL-8升高呈正相关(r值分别为0.72和0.56);OPCAB组中三者呈持续低水平上升。结论:体外循环过程可引起血清MMP-9释放增加,炎症介质TNF-α和IL-8可能对MMP-9的释放起诱导和放大作用,血清MMP-9释放可能参与体外循环术所致的全身炎症反应。

基于MP-AES的复杂介质中金属元素分析

为探讨微波消解—微波等离子体原子发射光谱仪(Microwave plasma-atomic emission spectrometry,MPAES)测定复杂介质中(土壤、沉积物、尾砂等)Cu、Pb、Zn、Cd等金属元素的实用性。对比研究了MP-AES、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)、石墨炉-原子吸收分光光度计(GF-AAS)3种仪器测量复杂介质中金属元素的精密度、线性范围、检出限等性能参数,同时采用国家标准物质验证其可靠性与准确度。结果表明:MP-AES检测土壤、沉积物、尾砂等介质中4种金属的标准曲线线性相关系数均大于0.999 7,土壤、沉积物和尾砂中4种金属的加标回收率为80%~109%,检出限为5.8%~18.9μg/L,而且国家标准物质的测定值均在标准值允许范围内,表明MP-AES能够满足对土壤、沉积物、尾砂样品中Cu,Pb,Zn,Cd等金属含量分析要求。该方法具有成本低、动态线性范围宽及可实现多种元素同时分析等优点,可广泛应用于土壤、尾砂及沉积物等复杂样品中金属含量的分析测试。

金属-电介质多层膜结构亚波长成像特性分析(英文)

分析了由Ag和Si3N4多层纳米薄膜组成的特异材料的模式特性,使用本征模展开法(EME)结合完全匹配层(PML)边界条件模拟了该结构的亚波长成像行为,在法布里-珀罗(Fabry-Perot)条件(结构的长度是半波长的整数倍)条件下,研究发现邻近系统的点源会在另一侧成实像,这种成像基于自准直而并不是负折射.研究结果证实了金属-电介质多层膜结构可以在光波段实现近场成像.

柱状金属微粒-电介质复合材料的等效介电常数

基于介质圆柱电磁散射理论和等效介质理论,导出了金属柱微粒-电介质复合材料的等效相对介电常数的表达式。数值结果表明:入射波频率低于某一频率或金属柱掺料的体积分数增大到一定数值时,复合材料的等效相对介电常数实部会变为负数。

陶瓷-金属封接生产技术与气体介质——降低封接成本的一种有效方法

叙述了气体介质在陶瓷 金属封接技术中的重要性 ,提出增加工作气体中的N2 含量可以增加其安全生产指标、降低封接成本 ,并保证金属化质量。

金属-绝缘介质-有限半导体超晶格结构中的表面等离子激发的色散关系

将M-I-SL模型推广为M-I-FSL模型,使其更符合实际。应用电磁理论推导出由第Ⅰ类和第Ⅱ类半导体超晶格构成的这种M-I-FSL结构的表面电子集体激发的色散关系。由此色散关系出发在一些极限条件下可以方便地重现一些文献的一系列结果。

颗粒形状对金属-绝缘体复合介质光学性质的影响

研究了退极化因子对金属－绝缘体复合介质中的线性光学吸收和非线性极化度的影响．利用退耦近似和谱表式相结合的方法研究退极化因子对有效非线性响应的影响，结果显示线性吸收系数和有效非线性极化率与颗粒的形状（对应退极化因子）有很大依赖关系。

基于金属-介质-金属结构的反射式彩色滤光片特性研究

研究了金属-介质-金属结构在可见光波段的反射滤光特性。该结构由柔性透明基底、金属层、介质-金属纳米光栅结构组成。利用严格耦合波分析法(RCWA)模拟了TM偏振光入射时,亚波长介质-金属光栅的占宽比、周期和厚度等结构参数对反射光谱特性的影响。理论模拟结果表明:光栅的结构参数变化可改变反射波段,进而调节滤光颜色。在此基础上,进一步优化结构参数,得到了基于减色法的彩色滤光片结构,获得了青色、品红色和黄色三原色。该结构的主要优点是,当入射角在0～45°范围内变化时,反射光谱谷值位置和反射带宽基本不变。本文所提出的结构特别适合用于反射式彩色显示。

平面型金属-电介质光子带隙结构的表面电磁波传输特性

研究了一种平面型金属 电介质光子带隙结构的表面电磁波传输特性。该材料利用常规的印刷电路板技术制作 ,其金属单元的平面斑图 (pattern)分别为六角形和方形两种 ,空间层状结构为二层与三层两种。在 1～2 0GHz范围内对TE表面波传输情况进行了测试 ,观察到了TE表面波的能隙结构。不同结构的测试结果表明 ,三层结构的材料具有较低的禁带中心频率。用局域电感 电容模型定型解释了本文的实验结果。

基于表面等离子激元的凸环结构金属-介质-金属滤波器设计

利用边界耦合的方法构造了金属-介质-金属结构滤波器,该结构由一个凸环谐振腔与一个波导管耦合而成.通过有限元法数值仿真得到了该凸环腔体波导结构的磁场分布图、透射谱线和谐振波长分布,分析了各结构参量对滤波器传输特性的影响.结果表明,所提出的凸环滤波器具有透射峰窄,谱线平滑等特点,且阻带透射率最低可达0.001,通带透射率最高可达0.977.增大结构参量h2和neff时,相应的透射谱会发生明显的红移,增大结构参量L1时,透射谱几乎无变化.对结构参量进行调整和优化,相应的谐振波长可分布在第一通信窗口(850nm)和第三通信窗口(1 550nm)附近,能够很好地运用于光通信中.

不同金属烤瓷冠及全瓷冠对龈沟液中炎症介质及MMP-8的影响

目的:探讨镍铬合金、钴铬合金、金合金烤瓷冠及IPS E.max全瓷冠修复前后对前牙龈沟液中炎症介质及基质金属蛋白酶-8表达水平的影响。方法:选择牙体缺损需进行全冠修复的上颌前牙80颗并完全随机分为4组(n=20),分别以镍铬合金、钴铬合金、金合金烤瓷冠及IPS E.max全瓷冠对患牙进行修复。在修复前及修复后6个月分别采集患牙龈沟液标本,用酶联免疫吸附法(ELISA)测定龈沟液中IL-1β、IL-6、TNF-α和MMP-8的含量。使用单因素方差分析、LSD-t检验和配对t检验对数据进行统计学分析。结果:修复后6个月,镍铬合金组和钴铬合金组各项指标较修复前差异有统计学意义(P<0.05)。其中,镍铬合金组各项数据显著高于钴铬合金组,后者显著高于金合金组(P<0.05),而金合金组与全瓷组差异无统计学意义(P>0.05)。结论:相对于镍铬合金与钴铬合金烤瓷冠,金合金烤瓷冠与IPS E.max全瓷冠对牙龈炎症介质及MMP-8影响较小,具有较好的生物相容性,更适合用于前牙牙体缺损的修复。