重离子辐射对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管低频噪声特性的影响

采用^(181)Ta^(32+)重离子辐射AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管,获得器件在重离子辐射前后的电学特性和低频噪声特性.重离子辐射导致器件的阈值电压正向漂移、最大饱和电流减小等电学参数的退化.微光显微测试发现辐射后器件热点数量明显增加,引入更多缺陷.随着辐射注量的增加,电流噪声功率谱密度逐渐增大,在注量为1×10^(10)ions/cm^(2)重离子辐射后,缺陷密度增大到3.19×10^(18)cm^(-3)·eV^(-1),不同栅压下的Hooge参数增大.通过漏极电流噪声归一化功率谱密度随偏置电压的变化分析,发现重离子辐射产生的缺陷会导致寄生串联电阻增大.

界面移动法测定离子迁移数实验的改进

对界面移动法实验装置进行了数字化改造,采用电导率-时间曲线测量方法,准确、客观地确定溶液界面在两对电导电极间的移动速率。该方法消除了人工观测的主观偏差,且无需使用指示剂标示界面,解决了低浓度条件下界面无法观察的问题,并可将实验测定对象由传统的酸性电解质溶液(如HCl水溶液)扩展到中性电解质溶液(如NaCl、KCl等)。该方法在实验浓度范围内(约0.01–0.1mol·L^(-1))测定的氢离子迁移数值在合理偏差的区间内(0.8230–0.8350),可用于测定电解质的离子迁移数和电迁移率等性质,为物理化学实验教学提供一种新方法。

界面过渡区氯离子扩散系数试验

为评价混凝土界面过渡区抗氯离子渗透能力,本文在已知骨料体积率及界面过渡区厚度的前提下,通过测定含骨料试件氯离子迁移系数和水泥净浆氯离子迁移系数,计算在稳态电迁移下界面过渡区的氯离子扩散系数。该计算结果可为评价现代混凝土界面的渗透性提供一定的理论借鉴。

漂移管工作温度对离子迁移率谱的影响

离子迁移率、反应物离子的种类和产量与漂移管工作温度有很大的关系。本研究在不同温度下进行了离子迁移率实验,结果表明,离子迁移率随温度的升高而增大,而提高工作温度可以减少水分子对产物离子的影响,有利于改善系统检测的分辨率;选择合适漂移管工作温度,能有效地增加反应物离子的产量,从而提高系统检测的灵敏度和选择性。

离子迁移率测量装置研制及其在不同温、湿度下的变化规律

离子迁移率是直流输电线路离子流场计算的关键参数。为研究不同温、湿度条件下离子流场中的离子迁移率变化规律，在分析推导Gerdien离子迁移率测量原理的基础上，提出了一种在常规Gerdien管传感器两端设置屏蔽电极来抑制外部合成电场对测量区电场畸变效应的方法，研制出一套直流输电线路合成电场离子迁移率测量传感器及测控装置。在人工气候室中，搭建了直流输电线路离子流场模拟试验平台，对测量装置的适用性进行了验证。试验表明：常温常湿条件下正、负离子迁移率分别为1．25cm。／（V·s）和1．59cm。／（V·S）；温度变化范围为10～40℃、湿度变化范围为3～25g／m3时，正、负离子平均迁移率呈现出随温度增大而减小，随绝对湿度增大而减小并趋于饱和的变化规律，满足指数变化的拟合公式。分析指出：轻、重离子浓度比例变化与离子的水合反应程度为其变化原因。该研究工作可为直流输电线路离子流场的准确预测提供参考。

绝缘油离子迁移率的测试及其特性分析

为了正确测量绝缘油的离子迁移率并掌握其随温度的变化特性,重点研究了采用极性反转方法测量绝缘油离子迁移率,探究了电压幅值、极性反转时间对测量结果的影响;测量了3种绝缘油在不同温度下的离子迁移率变化特性,对比分析了不同标准和测量方法所得电导率结果的差异;此外,还对油均衡离子数密度和离子等效半径等重要参数进行了分析和讨论。结果表明,尽管几种不同商用矿物绝缘油具有较为接近的理化参数,但其离子迁移率和活化能大小却差别较大,且各项特性参数会因不同的活化能大小而在不同温度下表现出较大差异。

用于水中有机磷农药检测的离子迁移率谱仪预富集进样方法

建立了检测水中有机磷农药的离子迁移率谱仪预富集进样方法。预富集器由表面覆盖有吸附薄膜的微热板、聚四氟乙烯电路板和管座组成,具有操作简单,无需有机溶剂,自加热,热容小,功耗低等优点。以马拉硫磷检测为例,分析了富集器解吸升温速率和离子迁移率谱仪半透膜温度对检测结果的影响。采用高温短时脉冲加热和低温维持加热相结合的解吸方式,既可形成较高的进样浓度脉冲,又可减少进入漂移管的杂质,有利于提高离子迁移率谱仪检测灵敏度。实验表明:采用所述预富集及两阶段加热解吸进样方法,对水中马拉硫磷的检出限为3.9μg/L,达到了国家标准对水中有机磷检测的要求。

基于迁移管法气压对氮气正电晕放电离子迁移率的影响

低气压下离子迁移率是高海拔地区输电线路导线电晕放电的关键参数之一,同时氮气作为正电晕放电参与反应的主要气体,目前均作为常量对待,其测量结果对于建立考虑海拔因素的离子流、电晕损失等计算模型具有重要意义,因此对不同气压下氮气正离子迁移率的测量显得尤为重要.在已有研究的基础上,自主设计了可模拟不同氮气气压条件下离子迁移率测量平台,并将离子门的动作方式由关闭-导通-关闭改进为关闭-导通,从而得到幅值尽可能大的离子流波形.利用此平台测量得到大气条件下纯氮气环境离子的迁移率为1.113cm^2V^-1S^-1,并通过试验研究了气压在101.19～44.52kPa 范围内氮气环境离子迁移率变化情况,研究发现氮气正离子迁移率随气压增大呈非线性减小且具有一定的饱和趋势,最后提出了-种氮气正离子迁移率随气压变化的指数修正方法.

离子迁移率方法在毒品、爆炸物品检测中的初步研究

对利用离子迁移率(Ion Mobility Spectrometer, IMS)方法在线检测毒品和爆炸物品进行了初步研究,设计了IMS仪器,并在设计中引入离子约束机制和直线加速交变梯度电场聚焦技术.利用该技术实现了在实验室条件下,1～2 min内完成若干种物质的鉴别,仪器对物质单峰分辨率＜0.2 ms,显示出其在毒品、爆炸物品检测方面广阔的发展前景.

用于离子迁移率谱仪的快速热解析进样方法

热解析是用于离子迁移率谱仪(IMS)的液体和固体样品进样的重要手段,但在检测高沸点或易分解有机物时,存在易重新凝结或过热分解的问题。本研究建立了一种与IMS半透膜结合的热解析进样方法,设计了可快速加热的微型热解析装置,通过热子通电发热及热电偶测温实现对样品解析区域的升温控制,提高半透膜的进样效率。以低浓度三聚氰胺溶液为例进行了检测实验,分析了解析装置的加热特性及不同温度和升温速度下的IMS产物离子峰变化。结果表明,采用升温速率为76℃/s的脉冲加热至230℃的热解析方法,样品释放集中,通过半透膜时损失和污染少,保证了输出线性和较低的检出限(低于0.05ng)。

基于微热板表面离子化源的离子迁移率谱仪研究

根据表面离化机理和离子迁移率谱检测方式,设计和制备了一种基于表面离化源的离子迁移率谱仪(IMS)。表面离化源为采用微机电系统(MEMS)工艺加工的微热板阵列,除了作为离子产生器,还作为漂移管的一个离子栅,用以实现离子向漂移区的注入。测试了该IMS对三乙胺的响应特性并研究了离子注入时间对离子迁移率谱的影响。结果表明,基于微热板表面离化源的离子迁移率谱仪对三乙胺具有很好的动态响应特性,三乙胺浓度的平方根与离子峰面积具有较好的线性关系,检出限可达6×10-8(V/V)。此外,与传统的放射离化IMS相比,这种IMS还具有离子注入时间短和离子迁移率谱基电流为零等特点。

基于FAIMS谱图峰位置的离子迁移率非线性函数解析

离子迁移率的非线性函数反映了物质本身的微观碰撞特性,是FAIMS技术实现离子分离检测的基础。现有的离子迁移率非线性函数求解方法多是近似求解,存在较大误差。该工作提出了一种基于半正弦分离电压和FAIMS谱图峰位置下的严格求解方法,推导出严格的二阶、四阶系数求解方程。利用自制的高场不对称波形离子迁移谱仪分别对乙醇、间二甲苯和正丁醇三种典型的醇和苯类物质进行检测,获取了三种物质的FAIMS谱图,通过谱图峰位置获得了不同分离电压值下的补偿电压,利用最小二乘法求出三种离子非线性函数二阶、四阶系数。拟合后的均方误差表明FAIMS非线性函数严格求解的方法,明显优于现有的求解方法。有助于提高FAIMS检测分辨率,进而有助于建立更加准确的FAIMS图谱,实现FAIMS对检测物质的精准识别。

共聚类高分子湿敏元件的离子迁移率及其导电机理

用直流极性反转法测试了乙烯基吡啶和苯乙烯共聚类湿敏元件不同湿度的导电离子迁移率，根据测试的结果，分析了元件在低湿区和中高湿区的导电机理。

用于乙醇胺检测的离子迁移率谱方法

研究了用于乙醇胺(MEA)挥发物检测的离子迁移率谱方法,该方法具有检测速度快,检测限低的特点。不同MEA体积分数的检测实验结果表明:该方法对低体积分数MEA的检测具有很好的线性响应特性;选择较高的漂移管工作温度可以缩短检测的周期;在密闭环境允许体积分数标准下的干扰物质对检测结果的影响很小。

中空纤维液相微萃取/电喷雾离子迁移率谱法检测复杂基质中的西布曲明和美沙芬

文中将中空纤维液相微萃取(HF-LPME)与电喷雾离化离子迁移率谱方法(ESI-IMS)结合对减肥茶中的盐酸西布曲明和止咳糖浆中的氢溴酸右美沙芬进行检测。首先利用ESI-IMS测定了2种物质标准品的约化迁移率分别为1.17 cm2/Vs和1.22 cm2/Vs;再将HF-LPME/ESI-IMS用于实际样品分析,选择合适的萃取酸碱度条件,实现了基质复杂的实际样品中2种物质的检测;其中减肥茶中的西布曲明检测限为22μg/L,止咳糖浆中的美沙芬检测限为26μg/L。

高场不对称波形离子迁移谱非线性函数系数误差分析

离子迁移率非线性函数系数α2和α4是高场不对称波形离子迁移谱(FAIMS)实现物质识别的基础。现有的α2和α4缺少先验值和误差分析方法,因此有必要建立关于α2和α4求解结果误差的评估标准,进而在此基础上提高α2和α4的求解精度。通过自制FAIMS分别对丙酮、异丙醇和1,2二氯苯三种物质在不同分离电压下的检测实验,获取样本在不同分离电压下的谱图和谱图特征值,运用组合的方法从多组分离电压值和相应补偿电压值的数据中选取指定组数,计算出大量的α2和α4数据。通过对α2和α4的数值分析,探究了α2和α4的分布特点和二者之间的相关性,研究了分离电压取点数量和取点方式对其求解结果误差的影响。在拟合α2和α4数据不同范围的频数后,发现α2和α4符合正态分布,其拟合度均在0.96以上,可以利用α2和α4分布的标准差来评估其求解结果的误差。通过对(α2,α4)散点进行拟合,发现α2和α4之间具有很强的负相关性,三样本的相关度分别为-0.977,-0.968,-0.992。随着分离电压选取点数的增加,其相应的求解结果误差在不断减少。通过不同分离电压取点方式的对比,发现当分离电压取VDmax和0.7 VDmax时求解结果最优。在保证α2和α4求解的准确性的前提下有效降低了检测次数,为FAIMS实现快速现场检测和精确的谱图解析创造了有利的条件。

表面等离子体共振技术研究肝素对高迁移率族蛋白1与晚期糖基化终产物受体亲合力的影响

测定肝素与高迁移率族蛋1(HMGB1),及其与晚期糖基化终产物受体(RAGE)的亲和力,探讨肝素对HMGB1/RAGE亲和力的影响。用表面等离子体共振技术,实时分析肝素与HMGB1,HMGB1与RAGE的亲和常数,利用其binding analysis分析肝素对HMGB1/RAGE配受体结合的影响。肝素与HMGB1的动力学速率常数ka=1.78×105L.(mol.s)-1,kd=8.02×10-4.s-1,亲和常数KA=2.22×108L·mol-1,KD=4.5×10-9mol·L-1;HMGB1与RAGE的动力学常数ka=1.85×103L.(mol.s)-1,kd=1.81×10-4.s-1,亲和常数KA=1.02×107L·mol-1,KD=9.77×10-8mol·L-1。肝素与RAGE的亲和力极低。当浓度分别为50,100,1000,10000U.L-1的肝素与HMGB1混合后,后者与RAGE的亲和力下降。上述不同浓度的肝素对HMGB1/RAGE亲和力的影响没有显著差异。结果表明,肝素可与HMGB1结合并影响后者与RAGE的亲和力,该作用并不与肝素浓度呈正相关。

用预放电电流法测量SF_6和SF_6/CO_2气体的离子迁移率

用预放电电流法测量了SF_6气体以及SF_6/CO_2混合气体的正负离子迁移率。实验数据表明,正负离子迁移率只是E/p的函数,SF_6/CO_2混合气体的正负离子迁移率随CO_2含量的增加而增大。

电喷雾解吸电离与常压离子迁移率谱联用方法的研究

将电喷雾解吸电离与常压离子迁移率谱进行联用,通过在离子迁移率谱仪漂移管进样口前端设置与进样口同电位的辅助电极提升了检测信号强度及稳定性。利用该系统对玻片表面吸附的美莎芬样品进行直接检测,得到的美莎芬约化迁移率为1.29 cm2/(V·s)。同时研究了电喷雾解吸电离源参数对被测物特征峰强度的影响,发现该系统可在较低的雾化气气压下获得较大的特征峰强度。在优化的参数下对玻片表面不同量的美沙芬样品进行直接检测,根据10倍噪声计算系统对美沙芬的检测限为1.6 ng/cm2,表明电喷雾解吸电离常压离子迁移率谱系统具有对物体表面痕量物质进行直接检测的应用潜力。

离子迁移率和复合率取值对特高压直流输电线路离子流场的影响研究

采用上流有限元法定量分析了离子迁移率和离子复合率对±800 k V特高压直流输电线路地面合成场强和离子流密度的影响。结果表明,离子迁移率对地面合成场强影响不大,而地面离子流密度随着迁移率的增大呈线性变化;两者均随离子复合率的增大而减小,且复合率对地面离子流密度计算的影响大于对地面合成场强的影响。