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2016年  第48卷  第1期

物理学与光学工程
印刷电润湿显示技术研究进展
唐彪, 赵青, 周敏, 白鹏飞, Robert A. Hayes, 周国富
2016, 48(1): 1-0.
摘要:
印刷技术是低成本、大面积显示制程理想选择,也是全球显示制造产业的重要突破方向。电润湿显示像素结构简单且主要依赖湿法制程工艺,是印刷显示技术应用的极佳载体。本文围绕印刷电润湿显示技术涉及的关键像素结构材料及其印刷制程工艺等进行简要综述,重点讨论了电润湿显示油墨印刷填充的多种工艺路径,归纳了当下印刷电润湿显示技术面临的挑战,展望了可能的解决路径和发展方向。
光声成像技术及其医学应用进展
曾礼漳, 杨思华
2016, 48(1): 9-15.
摘要:
光声成像技术是一种具有广泛应用前景的无损生物医学成像技术,其结合了纯光学成像高选择特性和纯超声成像中深穿透特性的优点,克服了光在组织中的高散射限制,实现了对活体深层组织的高分辨、高对比度成像.近年,光声成像技术得到了飞速发展,从技术层面到应用层面都在不断突破.文中将阐述光声成像技术的基本原理,介绍各种光声成像方法模式的发展现状,总结光声成像技术的优点并展望其在生物医学领域的应用前景及面临的挑战.
量子网络研究进展
杜炎雄, 程爱琴, 郑翔, 颜辉, 朱诗亮
2016, 48(1): 16-22.
摘要:
量子网络是通过量子节点来产生、处理和存储量子信息,利用飞行比特作为量子信道来传递量子信息的全量子信息处理与传输网络系统.量子网络不仅是实现长距离、网络式量子通信的基础,还可以实现可扩展的分布式量子计算机,并可应用于凝聚态多体系统的量子演化模拟.因此,量子网络是以量子通信、量子计算和量子模拟为中心的量子调控研究的核心课题.目前,选择合适的物理载体作为量子节点以及合适的相互作用形式以实现光子与光子、光子与量子节点以及不同量子节点间的相互作用是量子网络研究的重要课题.冷原子系综以及腔量子电动力学系统是实现量子节点的典型代表.文章将结合本实验室的研究来综述量子网络在以上2个物理系统中近期的部分研究进展,并在文末对量子网络的发展做一定展望.
微流控法DNA片段化研究进展
水玲玲, 李岚慧, 金名亮, 周国富
2016, 48(1): 23-27.
摘要:
DNA分子的片段化技术对于下一代基因测序技术和疾病检测技术意义重大,本文回顾了现有的DNA片段化方法,着重介绍了基于微流控芯片技术的流体动力学剪切法DNA片段化技术,总结了影响微流控芯片中DNA片段化过程的因素,并且展望未来微流控技术在DNA片段化和生物芯片领域的应用
硅基片上模式复用技术进展
刘柳, 陈楷旋
2016, 48(1): 28-34.
摘要:
模式复用作为光通信的一个复用维度,最近成为国际上的研究热点。本文综述了最近应用于硅基片上模式复用的相关进展,并介绍了一些核心器件及其性能,如:总线波导、复用/解复用器、光纤接口以及多模光开关等。本文从这些器件的工作原理,分析比较了他们的性能特点和优缺点,并展望了硅基片上模式复用的发展趋势。
电润湿动力学描述及其非稳态研究进展
唐彪, 赵青, 周敏, Robert A. Hayes, 周国富
2016, 48(1): 35-41.
摘要:
电润湿作为极具前景的微流体操纵技术是近年持续的研究热点,其应用广布于光学滤光片、微变焦透镜、芯片实验室、印刷、光纤以及反射式显示器等重要光流器件领域。本文对电润湿体系基础理论的进展做了简要综述,比较分析了主流能量最小化观点、热力学观点和电动力学观点对电润湿理论表达的区别和适用特点;重点讨论了基于能量平衡方法和流体力学方法的电润湿体系的动力学描述方法以及电润湿体系的动力学失稳现象的解释机理;展望了电润湿基础理论及其动力学研究面临的挑战和研究方向。
基于相变操控的电润湿显示油墨填充与封装工艺研究
唐彪, 蒋洪伟, 郭媛媛, Robert A. Hayes, 周国富
2016, 48(1): 42-46.
摘要:
彩色油墨的填充与封装工艺是电润湿显示制造技术的核心,如何提高填充均匀性和制程效率仍然是电润湿显示技术量产的关键挑战之一。本文提出一种基于相变操控的电润湿显示油墨创新填充和封装方法,即在空气环境中完成油墨液相填充,经低温凝固后投入液体环境完成封装。该方法有效规避了在传统液下环境中填充涉及的油/水/固三相界面操控的复杂性,提高了填充工艺的兼容性和稳定性。对油墨厚度的分析结果表明,基于相变操控填充油墨厚度与像素墙高度的相关性更好,较传统自组装填充具有更好的膜厚控制性。相变操控填充电润湿显示器件的光电响应处于合理水平。本研究有效解决了电润湿显示油墨填充的技术瓶颈,对推进电润湿显示技术的应用具有重要意义。
等离子体纳米结构Fano谐振的Q值计算研究
胡治朋, 刘芬, 张渊
2016, 48(1): 47-51.
摘要:
具有Fano谐振的表面等离子体纳米结构因其独特的光学特性及应用潜力,受到了广泛的关注和研究.品质因子(Q值)是谐振模式电磁存储能力的一个重要评价指标,本文从定义出发得到了Q值的时域拟合公式,并结合时域有限差分方法对典型金属纳米结构以及Fano谐振各特征模式的Q值展开研究;此外,还使用了较为简单方便的频域半高宽公式对上述结构进行了Q值计算.通过对比两种方法得到的结果,我们发现尽管频域半高宽公式能够适用于简单的金属纳米结构谐振模式Q值计算,但是在处理Fano谐振的Q值时将会带来较大的误差,有些情况下甚至极大地偏离实际值导致计算结果失去意义.,而本文中采用的时域拟合Q值公式从谐振模式的本质出发,不受结构响应谱线型的影响,适用于各种情况下对谐振模式Q值的准确计算.
CO-OFDM中基于线性插值的子载波间串扰盲抑制算法
洪晓建, 刘柳, 洪学智
2016, 48(1): 52-57.
摘要:
本文提出一种高性能的基于线性插值的子载波间串扰盲抑制算法(LI-BL-ICI)。算法首先盲估计出次符号间相噪差值,而后进行线性插值拟合以获得更加精确的相噪估计,并将插值获得的相噪用于载波相位补偿,从而实现对子载波间串扰(ICI)的盲抑制,最后利用少量导频对残余的共同相位噪声进行估计和补偿。我们推导了算法的数学模型,通过蒙特卡洛仿真分别分析了算法在背靠背和320 km光纤传输后系统的性能,并与传统的共同相位噪声抑制算法(CPEC)和改进前的盲估计算法(BL-ICI)进行了横行对比。数值仿真结果表明,基于线性插值的算法能有效地抑制光相位噪声,其光源线宽的容忍度相比BL-ICI得到进一步的提升。此外,相比于BL-ICI,改进后的算法允许将次符号切割成任意块数,且在获取观测矩阵的过程中无需任何的角度相关运算。研究结果表明,算法存在一个适中的次符号切割块数,使得算法既能兼顾复杂度又能保证一定的系统性能。该算法对于相干光正交频分复用(CO-OFDM)技术在采用廉价光源和采用高阶调制格式的光接入/光城域网中的应用具有重要的意义。
化学与环境
金属串配合物[CoMCo(dpa)4(NCS)2](M=Co,Ni,Pd,Pt)结构和自旋过滤性质研究
吴子文, 周沃华, 丁丹丹, 陈蓉, 许旋, 罗一帆, 徐志广
2016, 48(1): 58-66.
摘要:
应用密度泛函理论B3LYP方法对金属串配合物[CoMCo(dpa)4(NCS)2](1:M=Co, 2:M=Ni, 3:M=Pd, 4:M=Pt; dpa=dipyridylamide)的成键性质和自旋过滤效应进行了研究,结果表明:配合物1的基态为二重态,Co36+金属链形成三中心三电子键(2nb1*0);而配合物2~4的基态均为反铁磁耦合单重态(AF态),对应的最低能量高自旋态(HS态)分别为三重态、七重态和七重态,单电子分布在两端Co原子上,[CoMCo]6+链具有三中心四电子键(2nb1*1)。由分子轨道能级图和PDOS图分析得到配合物1~4均具有自旋过滤效应,电子传输通道主要为-自旋nb轨道,与费米能级的距离大小为1234。电场作用下,1~4的高电势端Co2―N4键增长而低电势端Co3―N7键缩短,Co―M平均键长略为缩短,Co―M键增强;电场作用下金属原子的自旋密度和电荷密度变化很小,电磁性质稳定;电场作用下nb轨道分布仍保持沿金属轴方向离域,LUMO-HOMO能隙减小,有利于电子输运。
桂岚岚, 顾凤龙
2016, 48(1): 67-73.
摘要:
ZnO纳米线与硫掺杂TiO2微/纳复合材料的制备及其光催化活性
张延霖, 蔡文娟, 谢楚如, 吴宏海
2016, 48(1): 74-78. doi: 10.6054/j.jscnun.2015.08.021
摘要:
采用水热法制备了ZnO纳米线与硫掺杂TiO2(ZnO/S-TiO2)微/纳复合光催化剂,通过SEM、XRD、XPS对复合光催化剂进行表征,探讨了硫掺杂量和煅烧温度对该复合催化剂光催化性能的影响。结果表明,ZnO微米线表面形成了粒径较为均一的纳米S-TiO2颗粒,硫掺杂TiO2中形成了Ti-O-S键;当硫掺杂量为0.8mol%并经500℃高温煅烧的复合光催化剂对菲的降解呈现出最好的光催化活性。
生物学与生物工程
重组绿豆LBBI的制备及其对小鼠的辐射防护作用
甘向东, 黄锐, 李飞, 王嘉玺, 刁爱坡, 龙民慧
2016, 48(1): 79-83.
摘要:
目的: 研究重组绿豆LBBI蛋白是否对小鼠辐射损伤具有防护作用。方法: 60只BALB/c小鼠分为3组(n=20),即生理盐水组、重组LBBI注射组和安多霖灌胃组。60 Co射线源对小鼠进行一次性全身照射,照射剂量为6.5 Gy。60 Co照射半小时后,对各组小鼠分别注射生理盐水、LBBI(50.0 mg/(kgd))和灌胃给药安多霖(3 g/(kgd)),每隔24 h给药一次,连续给药一周,观察小鼠成活率及外周血象恢复的情况。结果: 与生理盐水组小鼠相比,重组LBBI组和安多霖组小鼠的30 d存活率明显增高(P0.01),平均生存时间延长(P0.01),小鼠外周血红细胞、白细胞、血小板数目明显增加(P0.05)。结论: 重组LBBI蛋白具有防止辐射损伤的作用。
超表达GLDH拟南芥植株对高光胁迫的响应
周娟, 李媚, 彭长连
2016, 48(1): 84-88.
摘要:
以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为实验材料,研究了在短时间高光胁迫下两种基因型植株(GLDH基因超表达植株gldh236OE和哥伦比亚野生型Col)的表型、叶绿素含量、叶绿素荧光等生理数据的变化。结果表明,超表达植株的抗坏血酸表达量显著高于野生型,高光对超表达植株叶片的伤害也小于对照野生型;野生型植株叶片叶绿素含量在高光处理前后并无明显变化,而超表达植株的叶绿素含量显著降低;PSII有效光化学效率Yield和光合电子传递速率ETR呈明显降低趋势,对照野生型的降低程度更明显,说明高光胁迫使PSII结构与功能受到一定程度的损伤与破坏,而抗坏血酸含量的增加能在一定程度上缓解高光胁迫所带来的伤害。研究结果表明,通过基因表达调控提高抗坏血酸水平能有效缓解强光胁迫,使植物更好的适应高光,维持植物正常生理生态性状。
啤酒废酵母自溶提取物的制备及抗氧化活性研究
罗依雨, 罗维, 刘峻曦, 杨志民, 倪贺, 李海航
2016, 48(1): 89-93.
摘要:
废啤酒酵母具有较高的开发利用价值,本研究以啤酒厂废酵母为材料,通过单因素实验研究其最佳自溶条件及最佳微波水解条件,比较自溶、微波水解与外加酶制剂处理法制备酵母活性多肽的效果,并研究了酵母多肽的抗氧化活性.结果表明,啤酒酵母的最佳自溶条件为固液比1: 20、温度45.0 ℃、pH 6.0、时间48 h;在此自溶条件下,酵母蛋白质被有效水解为多肽,水解度为41.5%,提取蛋白质得率为42%.自溶法制备啤酒酵母多肽的效率与外加酶制剂处理的效果相当,但显著高于微波水解法.自溶法制备的啤酒酵母多肽具有高的抗氧化活性.本研究表明,自溶法是开发利用啤酒厂废弃的酵母和制备酵母多肽的理想方法.
区域发展与地理
基于高光谱分形分析的烟草冠层生长状况监测
齐婧冰, 樊风雷, 郭治兴
2016, 48(1): 94-100.
摘要:
植被高光谱反射曲线包含着植被生长状况的众多信息。本文通过使用野外光谱仪进行野外测量,得到烟草冠层不同生育期以及不同健康状况的反射光谱曲线。并在分析光谱特征参数如红边位置、红边面积、绿峰反射高度的基础上,利用分形理论对反射光谱曲线进行分形测量并用分形维数定量反映其健康状况。结果表明:(1)分形维数随着烟草的生长发育呈现先升高后降低的趋势,这与3个光谱参数的变化基本吻合;(2)分形维数与红边位置、红边面积、绿峰反射高度均成正相关关系,其相关系数分别为0.77、0.91和0.88;(3)病害烟草冠层光谱曲线的分形维数明显小于健康烟草冠层。因此,分形维数能够作为一个新的综合参数来客观反映烟草冠层所处的健康状况,为烟草生长状况监测提供科学依据。
基于集成学习和元胞自动机的城市地理模拟
张锐豪, 赵耀龙, 吴智刚, 罗文斐
2016, 48(1): 101-107.
摘要:
集成学习通过将若干弱分类器集成以取得比单个弱分类器更好的性能,是机器学习的重要研究方向。针对常用城市地理模拟系统中元胞自动机转换规则获取算法的局限性,本文提出基于集成学习算法的元胞自动机,并将其应用于城市建设用地的动态模拟。以决策树作为弱分类器,应用集成学习算法和元胞自动机,对东莞市2001年到2005年的建设用地时空格局进行了模拟,取得了较好的模拟效果。精度评估结果表明,经集成学习后的决策树比单个决策树对城市建设用地动态的模拟精度更高,算法泛化能力更好。
流动与规制:城市流动水果商贩的合理活动空间分析
刘松, 黄晓冰, 陈忠暖, 王帅
2016, 48(1): 108-113.
摘要:
摘要:以襄阳市核心区8个街道为例,运用市场区位和GIS方法划分蔬果市场和流动水果摊的覆盖范围,结合居民需求情况估算蔬果供需的空间平衡,分析流动水果商贩合理的活动空间,为优化其布局提供借鉴。研究发现:1)蔬果供需在空间上失衡,表现在蔬果市场存在供给空白和供给不足区域;2)市场服务空白区和市场供给不足区是流动水果商贩比较合理的活动空间。具体来说,需要在定中门街道、屏襄门街道、米公街道、清河口街道、汉江街道等街道适当的居住区设置流动商贩疏导点,以满足居民生活以及流动商贩生存需要。
数学与应用数学
基于2个独立二项分布的风险比的信仰推断
汪永辉, 金华, 吴琴
2016, 48(1): 114-118.
摘要:
两个独立二项分布参数之间的风险比的非劣效性检验在医学统计研究中是一个非常有意义的问题. 常用的限制性极大估计方法在大多数情况下都不能控制第一类错误. 本文提出用基于信仰推断法来解决基于两个独立二项分布参数之间的风险比的非劣效性检验问题. 模拟结果显示: 在小样本的研究情况下,这种基于信仰推断法的MF检验方法能很好地控制第一类错误, 检验功效也不差.
具有极大P-集的实对称阵及其伴随图
杜志斌
2016, 48(1): 119-122.
摘要:
实对称阵的P-集是一个基于矩阵的特征值重数以及Cauchy插值定理所提出的定义。设 为一个 阶实对称阵,记 为 的特征值0的(代数)重数,并记 为将 的第 行与第 列去掉后所得的主子阵,其中 为 的一个非空子集。特别地,当 时,称S为 的一个P-集。记 为实对称阵 的P-集所含元素个数的最大值。Kim与Shader证明了每个 阶实对称阵至多包含 个元素,即 。杜志斌与Fonseca首先将研究重点放在树矩阵(即伴随图为树的矩阵),研究了满足 的 阶树矩阵 ,并完全刻画出 的伴随图(树)。本文将研究范围从树矩阵延伸到所有实对称阵,研究了满足 的 阶实对称阵 ,给出其相关性质,并对 为偶数时 的伴随图进行特征刻画,而对 为奇数时 的伴随图给出了猜想,推广了关于树矩阵的结果。
三角代数上广义双导子的等价刻画
刘莉君
2016, 48(1): 123-125.
摘要:
设U=Tri(A,M,B)是三角代数,双线性映射#是U上的广义双导子。本文利用算子论的方法讨论了三角代数上的广义双导子的相关性质,并在此基础上给出了三角代数上广义双导子的一种新的刻画。
智慧校园与智慧学习
面向生成的智慧学习环境构建与应用——以电子书包为例
谢幼如, 杨阳, 柏晶, 李伟, 郭琳科, 倪妙珊
2016, 48(1): 126-132.
摘要:
智慧学习环境是数字化学习环境的高端形态,生成是新课改倡导的新理念之一.随着电子书包的日益普及,为有效支持生成性教学的开展,构建面向生成的智慧学习环境具有积极的意义.本研究通过相关文献分析,厘清了生成性教学的内涵与特征,提出了生成性教学的过程模型;接着,借鉴软件开发的方法,以电子书包为例,构建面向生成的智慧学习环境,并在小学语文中进行教学应用.实践表明,面向生成的智慧学习环境能够有效支持生成性教学,对实现教学目标和创生教学附加价值,具有积极的推动作用.