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基于轻量级深度神经网络的核磁共振波谱降噪

物理化学学报 2025年第2期41卷 90-97页

作者：詹昊霖房启元刘佳伟史晓琦陈心语黄玉清陈忠合肥工业大学仪器科学与光电工程学院生物医学工程系测量理论与精密仪器安徽省重点实验室合肥230009 厦门大学电子科学系福建省等离子体与磁共振重点实验室固体表面物理化学国家重点实验室福建厦门361005

核磁共振(NMR)波谱是一种用于探测分子结构和提供定量分析的稳健的非侵入性表征技术。然而,进一步的NMR应用通常受到低灵敏度性能的限制,尤其是对于异核实验。在此,我们提出了一种轻量级的深度学习协议,用于高质量、可靠和快速的NMR波... 详细信息

核磁共振(NMR)波谱是一种用于探测分子结构和提供定量分析的稳健的非侵入性表征技术。然而,进一步的NMR应用通常受到低灵敏度性能的限制,尤其是对于异核实验。在此,我们提出了一种轻量级的深度学习协议,用于高质量、可靠和快速的NMR波谱降噪。该深度学习(DL)协议具有轻量级的网络优势和快速的计算效率,有效地抑制噪声和伪峰信号,并恢复几乎完全淹没在严重噪声中的目标弱峰,从而实现了可观的信噪比提升。此外,它仅使用物理驱动的仿真NMR数据学习,在频域中实现令人满意的波谱去噪,并允许区分真实信号和噪声伪影。此外,训练的轻量级网络模型通用于一维和多维NMR波谱,并适用于不同的化学样品。因此,本研究呈现的深度学习方法在化学、生物学、材料和生命科学等领域具有应用潜力。

关键词：核磁共振波谱人工智能深度学习谱图去噪轻量级网络

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时间分辨飞秒激光诱导击穿光谱的设计与研究

光谱学与光谱分析 2023年第4期43卷 1083-1087页

作者：宁倩倩杨佳浩刘晓琳何玉韩皇甫至超余文静王朝晖厦门大学化学化工学院固体表面物理化学国家重点实验室谱学分析与仪器教育部重点实验室福建厦门361005

激光诱导击穿光谱(LIBS)具有样品无需预处理,操作简单,分析快速等优点,已在多个领域获得应用。实验搭建了飞秒激光诱导击穿光谱(Fs-LIBS)装置,使用波长800 nm,脉宽100 fs的飞秒激光器作为激发光源,门控ICCD作为检测器。LIBS用于检测静... 详细信息

激光诱导击穿光谱(LIBS)具有样品无需预处理,操作简单,分析快速等优点,已在多个领域获得应用。实验搭建了飞秒激光诱导击穿光谱(Fs-LIBS)装置,使用波长800 nm,脉宽100 fs的飞秒激光器作为激发光源,门控ICCD作为检测器。LIBS用于检测静态液体时会发生液体波动飞溅等问题,信号较差,该实验以液体射流的方式进样,以NaCl标准溶液为模型体相,Na(Ⅰ)589.0 nm为分析线进行测试。该实验采用时间分辨LIBS的方法,考察了飞秒激光作用于样品后的LIBS发射光谱随时间的演化,发现在激光脉冲作用于样品表面40 ns后Na原子发射谱线达到最强,信背比也同时达到最大值。表明飞秒脉冲激发的LIBS可以通过时间分辨,有效消除宽带背景发射的影响,更高效地对样品中的待测目标进行检测。研究了激光激发功率、ICCD门宽、激光焦点到样品表面距离等实验条件对LIBS信号强度和信噪比的影响,并优化了实验参数。在延迟时间40 ns、激发功率100 mW、门宽5μs、焦点位于样品前表面的最佳实验条件下,测试了海水样品的LIBS光谱和Na含量,检测了不同浓度NaCl标准溶液,并绘制了Na(Ⅰ)589.0 nm的定标曲线,得到NaCl标准溶液中Na元素的检测限为0.98 mg·L^(-1)。实验结果表明,LIBS技术满足快速、实时检测元素的要求,可以用于研究等离子体动力学演化过程,实现元素的定性和定量分析。

关键词：飞秒激光诱导击穿光谱时间分辨 NaCl溶液液体射流检测限

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基于轻量级深度神经网络的核磁共振波谱降噪

物理化学学报 2025年第2期 96-103页

作者：詹昊霖房启元刘佳伟史晓琦陈心语黄玉清陈忠合肥工业大学仪器科学与光电工程学院生物医学工程系测量理论与精密仪器安徽省重点实验室厦门大学电子科学系福建省等离子体与磁共振重点实验室固体表面物理化学国家重点实验室

核磁共振(NMR)波谱是一种用于探测分子结构和提供定量分析的稳健的非侵入性表征技术。然而，进一步的NMR应用通常受到低灵敏度性能的限制，尤其是对于异核实验。在此，我们提出了一种轻量级的深度学习协议，用于高质量、可靠和快速的NM... 详细信息

核磁共振(NMR)波谱是一种用于探测分子结构和提供定量分析的稳健的非侵入性表征技术。然而，进一步的NMR应用通常受到低灵敏度性能的限制，尤其是对于异核实验。在此，我们提出了一种轻量级的深度学习协议，用于高质量、可靠和快速的NMR波谱降噪。该深度学习(DL)协议具有轻量级的网络优势和快速的计算效率，有效地抑制噪声和伪峰信号，并恢复几乎完全淹没在严重噪声中的目标弱峰，从而实现了可观的信噪比提升。此外，它仅使用物理驱动的仿真NMR数据学习，在频域中实现令人满意的波谱去噪，并允许区分真实信号和噪声伪影。此外，训练的轻量级网络模型通用于一维和多维NMR波谱，并适用于不同的化学样品。因此，本研究呈现的深度学习方法在化学、生物学、材料和生命科学等领域具有应用潜力。

关键词：核磁共振波谱人工智能深度学习谱图去噪轻量级网络

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金属/分子/金属结的电子输运机理与表征

高等学校化学学报 2015年第1期36卷 9-23页

作者：杨扬刘俊扬晏润文吴德印田中群固体表面物理化学国家重点实验室厦门大学化学化工学院化学系厦门361005

金属/分子/金属结是分子电子学中的基本单元.根据电子的相位是否发生改变,分子结中的电子输运可以分为相干输运和非相干输运两类.在实验上,分子结的表征方法可以分为电学性质表征和非电学性质表征两类.本文借助能级图,首先对分子结的电... 详细信息

金属/分子/金属结是分子电子学中的基本单元.根据电子的相位是否发生改变,分子结中的电子输运可以分为相干输运和非相干输运两类.在实验上,分子结的表征方法可以分为电学性质表征和非电学性质表征两类.本文借助能级图,首先对分子结的电子输运机理作了简明解释.在此基础上,结合文献报道和本课题组此前的工作,对分子结的一些常用电学表征方法,包括电流-电压特性曲线、电流-时间曲线、电导统计柱状图、转变电压谱、散粒噪声测试、非弹性电子隧道谱和热电效应法进行了介绍.

关键词：分子电子学金属/分子/金属结电子输运自组装单分子电导

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有孔探针近场拉曼光谱和成像技术进展

光谱学与光谱分析 2008年第5期28卷 1080-1090页

作者：江洋任斌田中群厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室厦门大学化学化工学院福建厦门361005

基于有孔探针SNOM的近场拉曼光谱和成像技术的出现使得拉曼光谱的分辨率突破了光学衍射极限,从而提供了一个有力的工具对样品亚波长尺度之下的化学信息进行表征。文章讨论了探针性质对实现近场拉曼光谱的影响,并全面地介绍了有孔探针近... 详细信息

基于有孔探针SNOM的近场拉曼光谱和成像技术的出现使得拉曼光谱的分辨率突破了光学衍射极限,从而提供了一个有力的工具对样品亚波长尺度之下的化学信息进行表征。文章讨论了探针性质对实现近场拉曼光谱的影响,并全面地介绍了有孔探针近场拉曼光谱发展十余年来在纳米尺度化学分辨成像、液-液界面性质研究、微观层面解释SERS增强机理、图像化反映SERS热点分布等诸多领域的研究进展。

关键词：近场光学显微镜近场拉曼光谱近场拉曼成像表面增强拉曼光谱

等离激元银金属膜耦合氮化硅纳米空腔在可见光-近红外区间的多谱带完美吸收和传感性质的仿真研究

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光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 663-669页

作者：王家正刘佳孙维鑫周剑章吴德印田中群厦门大学化学化工学院化学系固体表面物理化学国家重点实验室福建厦门361005

具有多谱带完美吸收效应的超构材料在光学滤波和折射率传感等多种应用中是理想的材料。提出了一种由银金属上的氮化硅介电纳米空腔阵列组成的多谱带窄带完美吸收超构材料。有限元仿真给出了四个最高可达99.9%的吸收峰,以及最小达到0.74... 详细信息

具有多谱带完美吸收效应的超构材料在光学滤波和折射率传感等多种应用中是理想的材料。提出了一种由银金属上的氮化硅介电纳米空腔阵列组成的多谱带窄带完美吸收超构材料。有限元仿真给出了四个最高可达99.9%的吸收峰,以及最小达到0.74 nm的吸收峰宽。这些吸收谱带来自于表面晶格模式和三个表面等离激元极化子模式。此外,这些模式的谱峰对超构材料几何外形和环境介质光学参数的变化敏感,从而在可见光-近红外范围内可以被调控。用于折射率传感时,其具有347 nm每折射率单位的灵敏度,Figure of Merit达到469。这些特性令这一材料适用于光学滤波器和折射率传感器等用途。

关键词：完美吸收超构材料结构敏感吸收谱折射率传感器表面等离激元

Pt-CO分子~1∑^+态的π反馈键与拉曼光谱强度的量子化学研究

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光谱学与光谱分析 2000年第6期20卷 793-796页

作者：吴德印徐昕任斌曹志霁施平田中群厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室化学系厦门361005

采用量子化学方法HF和B3LYP计算了Pt CO的1∑ + 电子基态的电子结构 ,确定了Pt—C和C—O伸缩振动的拉曼光谱性质。计算结果表明d→ 2π 反馈与Pt—C和C—O伸缩振动的频率相关。

关键词：铂电极一氧化碳吸附拉曼光谱强度量子化学

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n型半导体硅电极表面Au的电化学成核机理

物理化学学报 2015年第9期31卷 1708-1714页

作者：吴小英杨丽坤闫慧杨防祖田中群周绍民厦门大学化学化工学院固体表面物理化学国家重点实验室福建厦门361005

在成功实现半导体硅表面电沉积致密金膜的柠檬酸盐镀金实际应用体系中,运用循环伏安和电位阶跃法研究了Au在n型Si(111)电极表面的电沉积过程和成核机理.结果表明,在该体系中,Au在Si表面呈现不可逆电极过程,成核过电位达到250 m V;根据Co... 详细信息

在成功实现半导体硅表面电沉积致密金膜的柠檬酸盐镀金实际应用体系中,运用循环伏安和电位阶跃法研究了Au在n型Si(111)电极表面的电沉积过程和成核机理.结果表明,在该体系中,Au在Si表面呈现不可逆电极过程,成核过电位达到250 m V;根据Cottrell方程求得扩散系数D=(1.81±0.14)×10–4 cm2 s–1;运用Scharifker-Hills(SH)理论模型对比分析拟合实验结果,表明Au在n型Si表面遵循扩散控制下的三维连续成核机理;通过扫描电子显微镜观察Au初期成核、生长形貌,进一步证实了Au的三维连续成核机制,并讨论了阶跃电位和阶跃时间对Au核形貌和密度的影响.

关键词： n型硅 Au 循环伏安电位阶跃成核机理

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锂/聚合物电解质电化学固/固界面的研究

化学进展 2006年第5期18卷 542-549页

作者：程琥李涛杨勇厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室厦门361005

综述了聚合物锂电池中锂/聚合物电解质电化学固/固界面的研究进展。通过与锂/液体电解质体系进行比较,简要介绍了在锂/聚合物电解质界面上发生的电化学反应、锂钝化层形成及其对界面反应的影响,并侧重讨论了传统电化学方法和谱学方法,... 详细信息

综述了聚合物锂电池中锂/聚合物电解质电化学固/固界面的研究进展。通过与锂/液体电解质体系进行比较,简要介绍了在锂/聚合物电解质界面上发生的电化学反应、锂钝化层形成及其对界面反应的影响,并侧重讨论了传统电化学方法和谱学方法,特别是现场分析技术在电化学固/固界面研究中的应用。总结了锂/聚合物电解质界面的几种不同改善途径。

关键词：聚合物锂电池聚合物电解质锂电极界面