检索结果-南通市图书馆

作者：黄远超辽宁大学

学位级别：硕士

火电厂燃煤、锅炉燃煤、机动车尾气等向大气中排放的废气多以氮氧化物为主,这些废气是造成大气环境失衡的重要因素。而且可以引起很多生态安全问题,如酸雨、光化学烟雾和温室效应等。因此,最近高效的脱硝催化剂成为科研人员研究的重点... 详细信息

火电厂燃煤、锅炉燃煤、机动车尾气等向大气中排放的废气多以氮氧化物为主,这些废气是造成大气环境失衡的重要因素。而且可以引起很多生态安全问题,如酸雨、光化学烟雾和温室效应等。因此,最近高效的脱硝催化剂成为科研人员研究的重点。目前,氨选择性催化还原氮氧化物方法(NH-SCR)是脱硝工艺中广泛使用的技术之一,最受科研工作者的关注和研究。当前工业生产上使用的NH-SCR催化剂是以含钒或者锰的复合氧化物为主,但是该脱硝工艺存在许多缺点,如制备和运行成本较高、催化剂活性温度范围较高(300-400℃)、反应装置复杂、催化剂寿命短和易失活等。烟气中存有的SO气体,在温度范围为180-300℃内,和还原剂氨相互作用,易反应生成硫酸铵等物质,使排烟管道堵塞和设备腐蚀。而利用低温催化剂和烟气再加热技术,可实现先脱硫再脱硝,从而减少管道的阻塞。因此研发低成本、低反应温度、降解率高、稳定性高的SCR催化剂成为重中之重。本文首先采用共沉淀法,在相同的实验条件下合成一系列镍锰氧化物复合低温脱硝催化剂,并在相同的模拟烟气条件下进行了降解NO(NH-SCR)的活性测试并观察记录了其催化降解一氧化氮的性能。实验结果表明将乙酸镍和乙酸锰作为前驱体,碳酸铵作为沉淀剂而合成的催化剂在110℃时,NO转化率接近100%并在110℃-250℃保持着高的降解率;将草酸作为沉淀剂合成的催化剂在80℃下NO转化率高达了76%,90℃下NO转化率达到了100%,且在90℃-250℃保持着高的转化率。然后通过XRD、SEM、比表面积和孔径分析仪(BET和BJH)、XPS等表征技术方法对镍锰复合氧化物催化剂进行了测试。结果说明NiMnO、MnNiO、MnO、NiO是催化反应中的主要反应物质。相比于将硝酸锰、硝酸镍作为前驱体,将乙酸锰、乙酸镍作为前驱体合成的催化剂,Mn离子相对浓度提高。将草酸作为沉淀剂合成的催化剂具有最大的比表面积和更高相对浓度的表面吸附氧(Oα)和Mn离子。这些可能是提高催化剂在低温区间降解NO效率的主要因素。

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Er3+/Tm3+掺杂金属有机骨架材料的制备及发光性能研究

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作者：赵铭钰辽宁大学

学位级别：硕士

金属有机骨架材料（Metal-Organic Frameworks,MOFs）是一种具有多孔结构的材料并有着较大的BET 比表面积,因其具有良好的多孔性、孔道尺寸的可调控性以及易于功能化等优点,使MOFs材料在气体存储,化学智能传感器和药物负载等领域具有巨... 详细信息

金属有机骨架材料（Metal-Organic Frameworks,MOFs）是一种具有多孔结构的材料并有着较大的BET 比表面积,因其具有良好的多孔性、孔道尺寸的可调控性以及易于功能化等优点,使MOFs材料在气体存储,化学智能传感器和药物负载等领域具有巨大的吸引力和价值,从而引起了人们的极大关注。传统的稀土 MOFs材料通常是在室温下以紫外光作为激发光源,而由于紫外光的一系列缺点,如:在生物组织和器官中的穿透性弱以及存在的荧光自干扰等,使得所制备的MOFs材料不利于应用在生物组织中。上转换发光材料在被近红外光激发后,会通过一个多光子的吸收过程发出可见光,而波长超过700 nm的近红外光正位于生物组织的“光学窗口”,具有光穿透能力强,光损伤较小,组织中荧光自干扰较小的优点,为生物医疗和生物成像领域带来了重要的研究意义。本文在MOFs材料中引入具有近红外发光特性的双稀土离子Er3+和Tm3+,在不同浓度比例的共掺杂下,通过一步溶剂热法制备出了双金属配位的稀土有机骨架材料,在980 nm激发下具有可调控的特征上转换发光。Ln-MOFs材料是由镧系元素（Ⅲ）（Ln=Er,Tm,Y）,N,N-二甲基甲酰胺（DMF）以及1,3,5-均苯三甲酸（BTC）合成的,其中稀土离子和均苯三甲酸分别作为金属离子中心和有机配体。在实验中我们引入了两种试剂乙酸钠和柠檬酸钠,这两种试剂作为“辅助基团”都可以提供大量羧基基团,可以与均苯三甲酸配体、稀土离子一同发生配位,在晶体生长的初期会抑制个别晶体的快速生长,并防止体系中晶体的二次成核过程。然而,由于体系中分别引入了不同的“辅助基团”,MOFs材料的上转换发光特性也有所不同,我们进一步分析和讨论了其内部的光学性质以及能量转移机制,主要研究内容如下。当乙酸钠作为辅助基团时,在980 nm激光激发下,Ln-MOFs材料中存在两种不同的发光机制:Tm3+在较低的掺杂浓度时会向Er3+传递能量,促进Er3+的上转换发光,且只有Er3+的特征发光,表现在410,525,560和660 nm处,对应着 Er3+的 2H9/2→4I15/2,2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2,4F9/2→4I15/2;当Tm3+的掺杂浓度逐渐增加时,Er3+会向Tm3+传递能量,在360和460 nm处表现出Tm3+的特征发光,对应着Tm3+的1D2→3H6和1D2→3F4。此外,利用 Er3+的 TCLs（2H11/2/4S3/2）探究其温度传感特性,在近红外光的激发下,研究MOFs材料在303k～493k温度范围内的变温荧光光谱,得到了灵敏度随温度的变化规律,找出了取得最大灵敏度的最佳温度,温度为433 k,最大灵敏度为0.00532 K-1。当柠檬酸钠作为辅助基团,利用近红外光作为激发光源时,柠檬酸钠的引入有效提高了 Er3+与Tm3+之间的能量传递效率,在发射光谱中仅存在出Tm3+的特征发光,表现在294,350,363,455和478 nm处,且在不掺Yb3+的情况下,仍能使Ln-MOFs材料呈现很强的蓝光发射,有效避免了生物检测中紫外激发导致的“自荧光”干扰效应。根据Tm3+的1G4热耦合能级,我们研究其在303k～463k温度范围内的变温荧光光谱,由于Tm3+的TCLs能级差较小,在较低温度下得到了粉体的最大灵敏度,温度为313 k,最大灵敏度为0.00444 K-1,可应用于低温荧光温度传感,为生物体内测温离子和材料的选择提供了方向。此外,在制备Ln-MOFs的过程中,直接引入g-C3N4,采用一步溶剂热法,实现了 Ln-MOFs与g-C3N4的复合,得到了复合型光催化材料,通过调控Ln-MOFs与g-C3N4的掺杂比例,并采用液相降解罗丹明B的方法对样品进行测试,最终得到了最佳掺杂比例为1:1。本文通过实验确定了 Er3+,Tm3+,Y3+的最优化掺杂浓度比例为6%,2%,92%,以及稀土离子总量与有机配体的最佳摩尔掺杂比为2:1（Y3+作为基质参与Ln-MOFs的合成,且无论各稀土元素之间的比例如何变化,总比例保持为1）,实验结果表明,所制备的金属有机骨架材料的上转换机制为激发态吸收机制。我们所制备的由特定的稀土离子掺杂的Ln-MOFs材料,在近红外光的激发下具有上转换发光特性,目前大家对双稀土离子掺杂MOFs材料的上转换发光性质的研究报道较少,特别是在不掺Yb3+的情况下,而且对MOFs体系中不同稀土离子之间的能量转移机制还没有详细的讨论。本文在不掺Yb3+的前提下,得到了具有高强度上转换发光的MOFs材料,并进一步解释了体系中新型的能量转移机制,填补了该研究领域。

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SPI接口在神经网络加速器芯片中的设计与应用

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作者：伏龙辽宁大学

学位级别：硕士

随着技术的发展,人工神经网络的应用在过去几年中发生了重大的变化,如今这项技术被广泛的应用在计算机视觉、语音识别、自然语言处理、音频识别等领域。但基于传统指令集的处理器如x86、ARM等往往需要几百甚至上千条指令才能完成一组神... 详细信息

随着技术的发展,人工神经网络的应用在过去几年中发生了重大的变化,如今这项技术被广泛的应用在计算机视觉、语音识别、自然语言处理、音频识别等领域。但基于传统指令集的处理器如x86、ARM等往往需要几百甚至上千条指令才能完成一组神经元的处理,处理效率低、功耗大。神经网络加速器芯片是直接面对大规模神经元和突触的处理,一条指令即可完成一组神经元的处理,极大的提高了机器学习的效率,开展对这类处理器的研究具有重大的意义。本文立足于神经网络加速器芯片的功能需求,鉴于高速接口协议复杂、调试周期长,难以准确测试芯片运行状态。SPI接口具有协议简单、易于集成、速度适中等优点,能够快速、准确的确定芯片的运行状态,对芯片的后续设计与调试具有良好的指导意义。在SPI模块设计过程中采用了自底向上的设计方法,将SPI模块划分为若干个子模块,根据需求设计了五个主要子模块。采用IP模块集成技术,将设计的子模块进行例化综合,实现了完整SPI模块的功能。设计的带AXI接口的SPI模块能够支持主从模式选择、四种时钟传输模式、高／低位先传输、时钟分频、多从机通信、中断等功能。由于采用AXI接口标准,SPI模块的可移植性强且符合IP复用标准,能够作为一个通用SPI核例化到其它应用中。完成SPI模块逻辑电路设计后,采用了三种不同的验证方案对设计的模块进行仿真测试,依次进行了功能仿真、FPGA测试验证、芯片成品测试验证。在功能仿真中,先对子模块进行验证随后对整体模块进行验证。在FPGA与芯片成品测试验证过程中,采用了软硬件协同验证的思想。并根据测试需求,利用虚拟串口技术制作了USB转换SPI接口电路,同时编写了基于Ubuntu操作系统的上位机驱动程序。利用虚拟串口技术制作了USB转接SPI接口电路,不仅简化了Ubuntu操作系统下上位机驱动的编写,而且上位机对神经网络加速器的SPI接口传输数据速度不受影响。通过对SPI接口进行功能仿真、FPGA测试验证、芯片成品测试验证,验证结果表明SPI模块设计正确,功能符合设计要求。通过对神经网络加速器SPI接口传输数据,在同等条件下神经网络加速器芯片与通用处理器运行相同的手写识别程序,测试结果表明神经网络加速器性能远优于通用处理器,具有良好的应用前景。

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对反熔丝结构FPGA的分析与研究

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作者：郑策辽宁大学

学位级别：硕士

FPGA(Field Programmable Gate Array)即现场可编程门阵列,它的主要构成因素包括很多的可配置逻辑单元、复杂交错的可编程的互联资源、还有就是一些可编程的I/O接口电路,它可以通过用户的自主编程实现各种功能。随着FPGA设计技术和工艺... 详细信息

FPGA(Field Programmable Gate Array)即现场可编程门阵列,它的主要构成因素包括很多的可配置逻辑单元、复杂交错的可编程的互联资源、还有就是一些可编程的I/O接口电路,它可以通过用户的自主编程实现各种功能。随着FPGA设计技术和工艺技术的提高,反熔丝FPFA因其非易失性、功耗低、集成度高、性能稳定、抗总剂量等优点得到了世界电子行业的广泛关注和应用,包括应用到高可靠、高保密性的军用和航空航天领域。本文分析了国内国外的反熔丝FPGA的成果和发展趋势,深入的探讨了反熔丝的的基本结构及工作方式,探讨了不同类型的反熔丝工作原理。反熔丝分为ONO型和MTM型,着重的分析了ONO反熔丝的结构,熔断原理模型,分析了它们各自的编程过程,编程电压,编程后的欧姆特性和版图布局,此外,还讨论了反熔丝阵列的编程方法和过程。同时简述了FPGA的整体结构和电路组成,包括可编程逻辑模块CLB,I/O模块,布线资源,时钟网络和JTAG。同时为了更好的理解反熔丝的工作,以及更加直观的表述反熔丝FPGA的工作原理,还进行了垂直分段的反熔丝编程下载的验证。内部主要模块的仿真:包括可编程逻辑模块的功能仿真,即Coudle、Doudle、Soudle功能仿真以及电路的延时仿真;电荷泵的仿真,包括振荡器变频电路、辅助上电电路和稳压电路的仿真,设计出了一个高效率低功耗的电荷泵;对I/O的仿真,完成了I/O在仿真工艺角TT、FF、SS和三温状态下输入输出的功能验证,并对照了Actel SX-A Family FPGA公司的数据手册,基本达到要求,同时还做了I/O反熔丝点控制功能的验证,包含可编程的斜率控制电路、上拉下拉电阻的控制,钳位电压功能的验证;JTAG的仿真,简要的阐述了JTAG的工作方法,着重讨论了JTAG的核心控制功能TAP状态机的验证。最后完成了全电路模块的版图设计,本版图采用的是TSMC(台湾积体电路制造公司,简称台积电)0.18um工艺,内核电压VCCA为1.8V,I/O电压VCCI是3.3V。此文章为以后的反熔丝FPGA的分析研究提供了参考。

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金属-有机框架材料的溶剂诱导发光现象及应用研究

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作者：郭志强辽宁大学

学位级别：硕士

随着人们对重水(氧化氘,DO)的不断探索研究,使其在尖端科学领域不断绽放光彩,比如在原子能领域需要极高纯度的重水作为减速剂;高浓度的重水对于生物有毒,而用含少量重水的普通水却能刺激植物生长,这使得如何检测水中重水浓度具有很高的... 详细信息

随着人们对重水(氧化氘,DO)的不断探索研究,使其在尖端科学领域不断绽放光彩,比如在原子能领域需要极高纯度的重水作为减速剂;高浓度的重水对于生物有毒,而用含少量重水的普通水却能刺激植物生长,这使得如何检测水中重水浓度具有很高的科学价值。由于重水的与普通水的化学物理性质极为相似且具有很强的吸水性,这使得如何检测重水浓度具有很强的挑战性。目前的重水检测方法较为单一,如比重法、质谱法等,操作复杂且检测周期较长。在重水与水的定量检测的研究主要集中在痕量水的方向,而对于痕量重水的研究较少。金属-有机框架材料(MOFs)作为一种新型的三维多孔材料由于其具有很强的可调节功能化的特点使其长期活跃在科学研究中的各个领域。在研究中我们发现,通过对金属-有机框架材料的深入探索,通过对于特定金属-有机框架材料的溶剂诱导发光现象的研究,发现其在重水检测方面的巨大潜力。稀土发光材料基于镧系离子内部结构的f-f跃迁和多样的电子能级具有极其多样的且复杂的光学特性,因此长期活跃在发光领域,备受科研人员注目,由于其尖锐的发射带、较长的荧光寿命使得稀土发光材料在荧光探针材料的发展历史中发挥了极为重要的作用。但由于稀土发光离子因其奇偶禁止的f-f跃迁,其自身的摩尔消光系数很低,导致发光量子产率很低,这对于设计高灵敏度荧光探针带来了很大的困难。镧系金属有机框架材料的出现为荧光探针的进一步发展提供了前进的方向。本文选用了氨基修饰的NH-MIL-53(Fe)材料和镧系金属有机框架材料(Ln-MOFs),设计制备了对于水中重水浓度检测的荧光探针。本文具体内容如下:(1)本章中选用的金属有机框架材料额为氨基修饰的NH-MIL-53(Fe)材料,引入配体为2-氨基对苯二甲酸,金属配位离子为Fe离子。通过在实际操作中发现的溶剂诱导发光现象设计可用于检测痕量重水的高灵敏、全范围的重水检测荧光探针。采用一步热溶剂法制备所需氨基修饰的NH-MIL-53(Fe)金属有机框架材料并且经过XRD的测试表示,合成的物质与之前文献合成的NH-MIL-53(Fe)金属有机框架材料一致。通过比较样品分别配置的不同浓度的样品溶液在室温下,激发光波长为361 nm时的荧光光谱,设计最佳发光浓度,并且后续实验均采用最佳发光浓度。通过比较不同样品在最佳发光浓度下不同p H值的样品溶液在室温下,激发光波长为361 nm时的荧光光谱,判断该样品的酸碱依赖性以及稳定性。通过分析NH-MIL-53(Fe)金属有机框架材料分别分散的含不同比例的重水水溶液中的在室温下,激发光波长为361 nm时的荧光光谱,当NH-MIL-53(Fe)金属有机框架材料样品在重水中表现出荧光猝灭,在纯水中表现为荧光增强的现象,发现样品的特定激发光条件下的特征发射峰的最大荧光强度随着重水溶液中重水的含量线性相关,由此体现出NH-MIL-53(Fe)金属有机框架材料作为荧光探针在重水检测方面的巨大潜力。(2)文章中选取三稀土离子Eu、Ce和Gd作为金属离子,引入乙酸钠为提供羧基基团的“辅助基团”,引入苯三甲酸为有机配体,采用一步热溶剂法制备Ce/Eu@Gd-MOFs金属有机框架材料。所制备的镧系金属有机框架材料经XRD测试结果显示样品结晶度良好,衍射峰位置与之前已发表文献相符。同时也发现,镧系离子比例的改变不影响XRD衍射峰位置。通过荧光光度计的测量,将不同比例的镧系金属有机框架材料在相同条件下进行测量,确定最佳掺杂比例;以最佳掺杂比例的样品分别制取不同浓度的样品溶液,通过荧光光度计的测量找到最佳发光浓度,后续实验的样品均使用最佳掺杂比例和最佳发光浓度;通过比较不同样品在最佳发光浓度下不同p H值的样品溶液在室温下,激发光波长为260 nm时的荧光光谱,判断该样品的酸碱依赖性以及稳定性。通过分析Ce@Gd-MOF,Eu@Gd-MOFs,Ce/Eu@Gd-MOFs,在激发光为261 nm的荧光光谱,分析镧系金属离子的能量传递策略,并且应用在重水检测方向。

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碳三氮四的稀土改性及其光催化性能研究

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作者：孟佳欣辽宁大学

学位级别：硕士

光催化技术可以利用绿色环保的太阳光降解环境中的污染物以及分解水制氢,因而在应对能源短缺与环境污染等挑战中展示出巨大的发展潜力。类石墨相氮化碳具有不含金属、环保节能、无毒无害、化学和热稳定性较高、价格低廉、带隙能量较低... 详细信息

光催化技术可以利用绿色环保的太阳光降解环境中的污染物以及分解水制氢,因而在应对能源短缺与环境污染等挑战中展示出巨大的发展潜力。类石墨相氮化碳具有不含金属、环保节能、无毒无害、化学和热稳定性较高、价格低廉、带隙能量较低可以有效吸收可见光等许多优点,受到广泛的关注。但未经修饰过的石墨相氮化碳存在光生电子与空穴易于复合、比表面积较小、光谱响应范围较窄等问题,导致其光催化效率比较低。针对上述问题,本文采用掺杂法对类石墨相氮化碳进行改性,制备近红外光催化活性的材料,并用多种表征手段探究光催化效率提高的原因以及掺杂的稀土离子和基质之间的能量转移过程。本篇论文的主要研究内容如下:(1)采用液相法对三聚氰胺前驱体进行掺杂,随后通过热缩聚合成法,在氮气流的保护下,合成镱铥共掺杂的类石墨相氮化碳。进行光催化测试后,发现经相同时间光照后,掺杂前后可见光催化效率从39%提升至97%。并且具备了近红外光催化活性,六小时内可降解21.7%的有机染料。对样品进行XRD、SEM、FT-IT、UV-vis、PL、FL等多种测试,发现经稀土离子共掺杂改性后的类石墨相氮化碳材料具有更窄的禁带宽度、更低的带隙能、更长的荧光寿命,提高了对太阳光谱利用效率的同时,也降低了光生电子与空穴的复合率,从而有效地提高了类石墨相氮化碳的光催化性能。(2)采用微波法对类石墨相氮化碳进行改性。首先通过在氮气流下煅烧三聚氰胺制备纯g-CN,随后加入适当比例的Yb溶液、Er溶液,在超声条件下混合搅拌均匀,移至坩埚中,放至微波炉内,700W条件下反应5min,离心,取沉淀物在80℃烘箱中烘干水分,得到g-CN:Yb,Er光催化剂。对镱铒离子共掺杂的类石墨相氮化碳光催化剂进行PL、UV-vis等测试,发现镱铒离子的共掺杂改变了类石墨相氮化碳的电子与能带结构,禁带宽度变窄,g-CN的带隙能降低,从而可以使光吸收范围变大。经过光催化测试,52min光照后,纯g-CN对罗丹明B的可见光催化效率为39%,相同时间下,掺杂后的g-CN:Yb,Er光催化剂可见光催化效率提升至93.4%。以980nm激光为光源,对掺杂后的样品进行近红外光催化测试,实验结果表明g-CN:Yb,Er光催化剂在8小时内降解了29.7%的罗丹明B,证明镱铒离子共掺杂的类石墨相氮化碳光催化剂具有近红外光催化性能。

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类石墨相氮化碳光催化剂的改性研究

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作者：王佰强辽宁大学

学位级别：硕士

类石墨相氮化碳是一种新兴不含金属的光催化剂,在可见光辐射下有良好的光响应性,具有非常好的应用前景,但其光催化性能还是不能大规模量产应用。目前对类石墨氮化碳的研究主要是关于如何提高类石墨氮化碳的光催化效率,通过常用方法制备... 详细信息

类石墨相氮化碳是一种新兴不含金属的光催化剂,在可见光辐射下有良好的光响应性,具有非常好的应用前景,但其光催化性能还是不能大规模量产应用。目前对类石墨氮化碳的研究主要是关于如何提高类石墨氮化碳的光催化效率,通过常用方法制备的类石墨氮化碳不仅比表面积比较小,而且由于光生电子和空穴的高复合率导致其具有较低的量子效率;另外,它的可见光响应范围相对较窄,在太阳光照射下存在吸收不充分的问题。对类石墨相氮化碳进行修饰改性可以有效改变类石墨相氮化碳的电子结构与形貌特征,由此拓宽和调节其催化性能与应用范围,其中掺杂改性和复合改性是修饰类石墨相氮化碳的主要方法。本文分别通过金属镱掺杂改性、金属镱和非金属磷共掺杂改性以及与碳量子点复合改性三种方法,并分别对修饰改性后的类石墨相氮化碳进行光催化活性性能研究,所制备的高活性类石墨相氮化碳光催化性能提升效果明显。本文具体内容如下:（1）以三聚氰胺和氯化镱为原料,利用液体中的布朗运动使三聚氰胺与氯化镱加热互溶,然后在低压下对处理过的前驱体进行烘干,得到的样品再放入管式炉（氮气流下）进一步反应,采用液相掺杂法一步合成了镱离子掺杂的类石墨相氮化碳。经光催化活性测试,30分钟氙灯照射后的罗丹明B降解效率从纯相的28.3%提高到71.5%。通过XRD、SEM、BET和PL光谱等表征手段,探究了光催化活性提高的原因。通过表征结果得知,经过金属镱掺杂的类石墨相氮化碳禁带宽度增大,有效地分离光生电子-空穴对,致其光催化效率有明显提高。（2）以三聚氰胺、氯化镱和磷标准溶液为原料。在上一章节中金属镱的最佳掺杂比例的基础上,加入不等量的磷标准溶液,利用与上一章节同样的方法一步合成了金属镱、非金属磷共掺杂的类石墨相氮化碳,本次光催化活性测试加大了污染物（罗丹明B）的浓度并将共掺杂样品与金属镱最佳掺杂比例的样品进行对比。再次掺磷的共掺杂样品在经过60分钟氙灯照射后,罗丹明B的降解率从镱单掺杂的25.9%进一步提高到54.1%。通过XRD、XPS、SEM、BET和PL光谱等表征手段得知,镱和磷的共掺杂影响了类石墨相氮化碳的电子结构,同样造成了光生电子-空穴对的有效分离,光催化活性得到进一步提升。（3）选取一种随着反应时间不同,发光强度、发光波长都产生变化的碳量子点（CQDs）,并用此碳量子点与类石墨相氮化碳构建异质结。本章探讨了碳量子点与石墨相氮化碳复合材料的光催化活性,并对碳量子点的发光强度与波长对光催化效率的影响进行了初步研究。经过光催化活性测试,80分钟光照后对罗丹明B降解效率从20.8%提高到45.5%。通过XRD、SEM、BET和PL光谱等表征得知,碳量子点和类石墨相氮化碳形成的异质结结构有效抑制了光生电子-空穴对的复合,光催化活性有了显著提升。

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BaTiO3基掺杂铕的发光特性及磁控溅射靶材的研究

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作者：李国政辽宁大学

学位级别：硕士

以Ba Ti O3为代表的铁电材料,具有铁电、压电、介电性,以及热释电效应、电光效应、声光效应等诸多特殊性能,是集力-热-光-电等多种物理性质于一体的多功能材料。为了进一步提高铁电材料的效能,以稀土及过渡金属掺杂等手段对其进行改性,... 详细信息

以Ba Ti O3为代表的铁电材料,具有铁电、压电、介电性,以及热释电效应、电光效应、声光效应等诸多特殊性能,是集力-热-光-电等多种物理性质于一体的多功能材料。为了进一步提高铁电材料的效能,以稀土及过渡金属掺杂等手段对其进行改性,一直以来都是学者们研究的热点。三价铕离子5D0-7F0单重态跃迁可作为局域环境的荧光探针,指示晶体场的变化;来自于5D0-7F2的电偶极跃迁与5D0-7F1的磁偶极跃迁的荧光分支比,也能判定掺杂离子微观局域对称性。其二价离子d-f跃迁的宽带强发射,受晶体场的影响大,对其进行调控能获得较大的光谱改变。铁电材料的压电效应,使其能够通过外加电场对晶体场进行原位可逆调控,既丰富了发光调控的手段,又能更深入地揭示晶体场对发光过程的作用机制。为此,本文确定对Ba Ti O3:Eu的发光性质进行研究。本文的工作包括以下几个部分:一.Ba Ti O3:Eu3+的制备与发光性质的研究:利用高温固相法、水热法、溶胶凝胶法和共沉淀法制备Ba Ti O3粉体,对比了粉体纯度和晶粒尺寸,以及它们对发光性质的影响。确定Eu3+的掺杂浓度为6%时,发光强度达到最大。进而利用纳米Ag附着Ba Ti O3:Eu3+和共掺Gd3+的方法实现了Ba Ti O3:Eu3+发光效率的提高:（1）以乙醛为还原剂,通过还原银氨溶液,使纳米Ag颗粒附着在Ba Ti O3纳米晶上,利用金属表面增强荧光效应,在Ag浓度为2%时获得了2倍的荧光增强。（2）Ba Ti O3:Gd3+,Eu3+共掺杂体系中,Eu3+的发光是单掺杂情况下的3倍。并且5D0-7F2/5D0-7F2的荧光分支比明显增大,5D0-7F2的光谱形状发生明显改变,其原因在于Gd3+的掺杂造成了一定程度的晶格畸变,降低了Eu3+周围晶格的局域对称性,有利于基质对能量的吸收,发光效率提高。二.为制备稀土离子掺杂铁电薄膜,进而利用电场实现对掺杂离子发光过程的原位、可逆、实时调控,本文利用等静压法制备了Ba Ti O3磁控溅射靶材,研究了各种工艺条件对靶材致密度的影响。确定对致密度影响的最大因素为烧结温度,最佳烧结温度为1400℃,此时的靶材相对于预压后的靶坯收缩率介于81.7%2.1%之间,为今后在实验室中自行制备磁控溅射靶材提供了参考数据。三.由于晶体场对Eu2+的d-f跃迁调控更加明显,为制备Ba Ti O3:Eu2+薄膜,本文研究了Eu3+在Ba Ti O3基质中能否被还原成Eu2+的问题。发现还原过程带来的氧空位,对Eu2+的发光有极大的影响,由于氧空位的吸收位于440～450 nm,Eu2+薄膜,而Eu3+在Ba Ti O3基质中的发射峰位于438 nm附近,恰好被氧空位吸收,因此很难观测到Eu3+发光。为消除氧空位,并保证压电效应所需的铁电体结晶性,必须在有氧条件下对Ba Ti O3:Eu2+进行退火。由于Ba Ti O3不存在类似于SO4、PO4或BO4的四面体基团,无法将Eu2+离子保护在基团中,使其在有氧气氛下不被还原。后续工作采取Eu O陶瓷贴片与Ba Ti O3靶共溅射的方式,获得Ba Ti O3:Eu2+铁电薄膜,应该更为可行。

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高压自偏置带隙基准源的设计

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作者：崔敬龙辽宁大学

学位级别：硕士

基准源在集成电路中占据举足轻重的地位，它被广泛应用到DA、AD及动态存储中。然而基准源模块受外界影响较大，在温度及电源电压或者工艺变化的情况下，电路系统的精度和性能将受到影响。为了维持基准源正常工作，需要通过外电路为基准... 详细信息

基准源在集成电路中占据举足轻重的地位，它被广泛应用到DA、AD及动态存储中。然而基准源模块受外界影响较大，在温度及电源电压或者工艺变化的情况下，电路系统的精度和性能将受到影响。为了维持基准源正常工作，需要通过外电路为基准源提供自身的偏置，这在一定程度上增加电路的复杂度，也增加了芯片面积。基准源的稳定性也将部分制约于外电路。本文设计一款具有耐高压，自偏置的电压基准源模块。采用高性能自偏置电路为其自身及后级放大器提供偏置，其中的轨到轨部分可以最大幅度展宽输出摆幅。该基准源可以产生不随温度及输入电压变化的基准电压源0.88V、0.8V、0.72V电压。并且还提供一个不随温度变化的零温度系数电流源及不随温度变化的另一个基准电压源1.19V。电流基准源采用了具有正负温度系数的两种电阻进行补偿。本文研究的内容包括：1、采用大摆幅电流型放大电路展宽输出摆幅2、整个基准源电路全部为自偏置3、单端耐压VPMOS的使用，提高了整个电路的工作范围整个电路的温度特性、基准电压的线性调整和轨到轨放大器环路增益和相位裕度通过Cadence的Spectre仿真器的仿真验证。模拟和仿真结果表明，该基准源温度特性良好。电源抑制比较高，低频情况下达到110dB,随着频率的增加最差情况为60dB。在-55-125℃，180℃的温度范围内，综合考虑到多工艺角仿真情况下，基准电压源的温度系数在8.7ppm/℃左右。频率在lHz到1GHz的跨度区间内，电源抑制比(PSRR)可达到60dB以上。基准源电压调整率最低可达0.0002%，最高为0.00165%。最后采用上华0.5μmBCD工艺提供的器件模型进行多工艺角仿真，并根据尺寸设计规则设计了基准源模块的整体版图。最后运用Cadence中的验证工具集Dracula对版图进行DRC及LVS验证，验证了电路版图的正确性。完成整体基准源电路的前端和后端设计。

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安全SOC芯片UART接口的设计与实现

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作者：高宇辽宁大学

学位级别：硕士

随着IC产品的进口超越石油成为我国第一进口商品,国家对IC产业的投入和扶植力度进一步加大,1C产业迎来了最好的发展阶段。片上系统SOC（System on Chip）在产品的开发成本和开发周期上的明显优势,大大提高了产品的竞争力。SOC必然会迅... 详细信息

随着IC产品的进口超越石油成为我国第一进口商品,国家对IC产业的投入和扶植力度进一步加大,1C产业迎来了最好的发展阶段。片上系统SOC（System on Chip）在产品的开发成本和开发周期上的明显优势,大大提高了产品的竞争力。SOC必然会迅速发展,成为超大规模IC的技术主流和方向,发展前景一片大好。随着互联网金融不断渗透到各行各业,个人信息及财产的安全保障也越发重要,信息安全不仅在军事领域举足轻重,在民用领域也至关重要。一款优质的安全SOC芯片,为了满足不同应用,不仅需要集成多种通用安全算法,还要加上一些高速和安全的外接接口来对信息进行安全存储。UART （Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）通用异步收发传输器,是目前广泛应用的串行数据传输接口。目前大部分芯片之中都集成了UART接口,应用十分广泛。本文详细介绍了一款安全SOC芯片中的UART接口的设计,包括异步fifo模块,发送数据模块、接收数据模块等等。在设计前,对市场上通用的设计方法进行广泛的调研,经过认真严格的考量,制定出本款安全芯片的UART接口的设计方案。在设计的整个周期,都保持对模块的验证,及时进行修改,及时发现设计中的不足,不断对设计进行优化。同时还进行了RTL级仿真、FPGA验证以及芯片流片回来之后的成品测试,保证了整个设计的可靠性和正确性。芯片流片回来后,对样片的成品测试结果表明,设计的功能正确,并达到设计要求,可以实现用户的需求。本次设计付出了很多努力和精力,主要做的工作与创新是：极大的提高了传输速度以及增加传输量。考虑到实际应用中客户的多种需求,设计中增加了一级FIFO、四级FIFO、八级FIFO、十六级FIFO模式。为了突破速度瓶颈,设计优化了接收数据时的检测程序,以及数据采样点,使速度提高数倍,大大提高了接口的效率。该接口通信时钟与系统时钟来自不同时钟域,实现了跨时钟域设计,支持系统时钟比通信时钟快的情况,同时也支持通信时钟比系统时钟快的情况,而且支持任意倍数的时钟关系,可以满足各种用户需求,大大提高了自由度以及效率。该接口是基于总线接口的设计,可以支持字节（8位）、半字（16位）、字（32位）的访问,提高了模块的可移植性,方便对不同功能的寄存器的访问。同时支持低功耗模式,提高了产品优势。

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