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太赫兹时域光谱技术在彩色文物保护中的应用

激光与光电子学进展 2024年

作者：刘艳红杨康宇孟田华山西大同大学固体物理研究所微结构电磁功能材料省市共建山西省重点实验室

针对文物壁画、彩塑修复中合适颜料的选取难题，本文利用太赫兹时域光谱系统对常见的文物颜料进行了测量。首先对颜色差别较大的6种颜料（藤黄，黄土，红土，青金石，方解石，石绿）进行了太赫兹时域光谱分析，对0.2-1.5THz频域范围的... 详细信息

针对文物壁画、彩塑修复中合适颜料的选取难题，本文利用太赫兹时域光谱系统对常见的文物颜料进行了测量。首先对颜色差别较大的6种颜料（藤黄，黄土，红土，青金石，方解石，石绿）进行了太赫兹时域光谱分析，对0.2-1.5THz频域范围的时域谱，频域谱，透射光谱，折射率谱和吸收谱进行了比对分析研究。进一步分析了颜色十分相近的藤黄和雌黄，红土和红赭石两组颜料样品的太赫兹光谱。实验结果显示，这些颜料在太赫兹波段具有明显的特征谱，对主要成分相同的的颜料依然可以精确鉴定，表现为吸收峰位的移动、增减等。据此可以对文物原有颜料进行区分鉴别，进而为文物修复提供准确的颜料种类参考。

关键词：太赫兹时域光谱文物保护颜料检测

MXenes用于近红外二区肿瘤光热诊疗的研究进展

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复合材料学报 2024年第8期41卷 4026-4038页

作者：李建风赵璐白云峰冯锋山西大同大学化学与化工学院化学生物传感山西省重点实验室大同037009 山西大同大学农学与生命科学学院大同037009

由近红外二区(NIR-Ⅱ,1000~1350 nm)光触发光热剂进行光热治疗是一种新兴的肿瘤治疗方式,具有良好的应用前景。过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化合物(MXenes)具有超薄层状结构、独特的电子性质、比表面积大、光热转换效率高、良好的亲水... 详细信息

由近红外二区(NIR-Ⅱ,1000~1350 nm)光触发光热剂进行光热治疗是一种新兴的肿瘤治疗方式,具有良好的应用前景。过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化合物(MXenes)具有超薄层状结构、独特的电子性质、比表面积大、光热转换效率高、良好的亲水性及易于表面功能化等优点,可作为一类具有优良性质的光热剂应用于NIR-Ⅱ区肿瘤光热治疗。本文介绍了NIR-Ⅱ区光热治疗的优势,概括了MXenes的光热性能和MXenes胶体溶液稳定性,重点总结了MXenes在NIR-Ⅱ区肿瘤光热诊疗的研究进展,并阐述了该领域未来发展所面临的挑战和机遇。

关键词： MXenes 肿瘤光热诊疗近红外二区联合治疗

基于圆形双箭头太赫兹线偏振转换器的设计及性能分析

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山西大同大学学报（自然科学版） 2024年第4期40卷 1-4页

作者：李文宇董丽娟李榜全孟田华山西大同大学固体物理研究所山西大同037009 微结构电磁功能材料省市共建山西省重点实验室山西大同037009

设计了一种基于圆形双箭头(circular double-head arrow,CDHA)单元结构阵列的高效太赫兹波线偏振转换器,该偏振转换器是由CDHA单元结构阵列上下两侧添加一对正交金属光栅构成。该结构在0.36~1.51THz下偏振转换率超过99%,相对带宽为123%... 详细信息

设计了一种基于圆形双箭头(circular double-head arrow,CDHA)单元结构阵列的高效太赫兹波线偏振转换器,该偏振转换器是由CDHA单元结构阵列上下两侧添加一对正交金属光栅构成。该结构在0.36~1.51THz下偏振转换率超过99%,相对带宽为123%,正交金属光栅与CDHA形成一个法布里-珀罗腔,可以有效地阻止交叉偏振反射和共偏振透射,显著增大了交叉偏振波的透射。不同线偏振波沿不同方向入射的透射特性仿真计算结果表明,该偏振转换器还可以用作太赫兹波分束器和不同线偏振态选择器,在低频段0.36~1.02 THz范围内,该器件依然可以保持较高的偏振转换率。

关键词：偏振转换超表面太赫兹

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双金属有机骨架在肿瘤诊疗中的研究进展

无机化学学报 2024年第10期40卷 1825-1839页

作者：王爱爱赵璐白云峰冯锋山西大同大学化学与化工学院化学生物传感山西省重点实验室大同037009 山西大同大学农学与生命科学学院大同037009

双金属有机骨架(BMOFs)是以2种不同的金属离子作为节点与有机配体通过配位键连接起来的一类新型杂化材料。BMOFs具有比表面积大、负载量高、组成及孔径可调等优点,可以用作合成具有可控的尺寸、组成和结构的功能纳米材料的模板或前驱体... 详细信息

双金属有机骨架(BMOFs)是以2种不同的金属离子作为节点与有机配体通过配位键连接起来的一类新型杂化材料。BMOFs具有比表面积大、负载量高、组成及孔径可调等优点,可以用作合成具有可控的尺寸、组成和结构的功能纳米材料的模板或前驱体。与单金属MOFs相比,BMOFs在生物医学领域具有更好的离子协同效应、催化选择性和结构稳定性。本综述总结了BMOFs用于肿瘤单一治疗和联合治疗以及在磁共振成像等方面应用的最新研究进展。最后讨论了BMOFs在肿瘤诊疗中存在的挑战和未来发展趋势。

关键词：双金属有机骨架肿瘤单一治疗联合治疗磁共振成像

熔融旋甩制备Co掺杂TiNiCo_(x)Sn合金的热电性能

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物理学报 2024年第10期73卷 294-306页

作者：何俊松罗丰王剑杨士冠翟立军程林刘虹霞张艳李艳丽孙志刚胡季帆太原科技大学材料科学与工程学院太原030024 太原科技大学山西省磁电功能材料与应用重点实验室太原030024 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430070 武汉理工大学襄阳示范区湖北隆中实验室襄阳441000

TiNiSn基half-Heusler高温热电材料具有较高的功率因子,但其也具有较高的晶格热导率,这极大地阻碍了其热电性能的提升.本文采用熔融旋甩快淬与放电等离子烧结工艺制备TiNiCo_(x)Sn (x=0-0.05)样品,研究磁性Co元素掺杂对材料的相组成、... 详细信息

TiNiSn基half-Heusler高温热电材料具有较高的功率因子,但其也具有较高的晶格热导率,这极大地阻碍了其热电性能的提升.本文采用熔融旋甩快淬与放电等离子烧结工艺制备TiNiCo_(x)Sn (x=0-0.05)样品,研究磁性Co元素掺杂对材料的相组成、微观结构和热电性能.结果表明,该制备工艺能够直接获得纳米晶的TiNiCo_(x)Sn样品.在纳米晶影响下的样品的热导率明显低于块体材料的热导率,平均降幅约为17.8%.在Co掺杂后样品的晶粒尺寸进一步降低,与TiNiSn基体相比,TiNiCo_(x)Sn样品的热导率显著降低,最大降幅约为38.9%,其中晶格热导率最低值为3.19 W/(m·K),最大降幅约为42.6%.随着Co掺杂量x的增大TiNiCo_(x)Sn样品出现n/p转变,电导率随x增大而逐渐下降,电输运性能劣化,功率因子缓慢减小,其中TiNiSn样品在700 K时获得29.56 W/(m·K^(2))的最高功率因子.ZT值随Co掺杂量x的增大而逐渐降低,TiNiSn样品在900 K时的最大ZT值为0.48.本工作表明采用熔融旋甩制备工艺及磁性Co掺杂能够有效降低TiNiSn材料的热导率.

关键词： TiNiSn 热电材料熔融旋甩 half-Heusler

锶改性二硫化钼自支撑电极的制备及其光电催化析氢性能

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河南师范大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 59-66,I0005页

作者：田园园王朋涛苗艳艳焦鑫马小芳高芳山西工学院新能源功能材料重点实验室山西朔州036000

光电催化分解水制氢技术是制备“绿氢”的有效途径之一,开发低成本、高稳定性、高光电析氢效率的光电阴极是推动光电水解技术发展的必要途径.采用一步水热法制备了碱金属元素Sr改性的二硫化钼(MoS_(2))自支撑电极,并进行了光电水解制氢... 详细信息

光电催化分解水制氢技术是制备“绿氢”的有效途径之一,开发低成本、高稳定性、高光电析氢效率的光电阴极是推动光电水解技术发展的必要途径.采用一步水热法制备了碱金属元素Sr改性的二硫化钼(MoS_(2))自支撑电极,并进行了光电水解制氢反应的应用研究.通过X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光发射光谱(PL)等测试对Sr改性的MoS_(2)电极的物相结构进行表征与分析.结果表明,Sr原子以SrMoO_(4)的形式进入MoS_(2)晶体结构中,使其晶格缺陷增加,从而增加了光电阴极的析氢活性位点.此外,Sr的引入同时可降低光生载流子的复合概率.通过优化Sr的加入量并对所制备的自支撑电极光电催化析氢性能进行测试,可以发现适量的Sr改性可有效提升光电催化析氢性能.其中,当Sr加入量为5%时,所制备的Sr改性MoS_(2)自支撑电极光电响应电流密度提升了20%.这种通过对MoS_(2)进行碱金属元素改性的方法,为提升非贵金属催化剂的光电催化性能的研究提供了新的借鉴.

关键词：锶改性二硫化钼光电催化析氢水分解

功能化石墨烯对蚕豆根际土壤细菌和真菌多样性的影响（英文）

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新型炭材料(中英文) 2024年

作者：陈志文任静乔俊赵建国李经纬刘泽慧李伟佳邢宝岩张进聂慧山西大同大学煤基生态碳汇技术教育部工程研究中心山西大同大学石墨烯林业应用国家林业和草原局重点实验室山西大同大学化学与化工学院

功能化石墨烯的亲水、吸附性能优异，在农业领域应用广泛。如用于农作物的缓释肥、鲜切花的抗菌剂、杀虫剂的载体等。本研究从功能化石墨烯对蚕豆根际泥炭土微生物群落组成和多样性的影响方面入手，探索功能化石墨烯对蚕豆生长发育的机... 详细信息

功能化石墨烯的亲水、吸附性能优异，在农业领域应用广泛。如用于农作物的缓释肥、鲜切花的抗菌剂、杀虫剂的载体等。本研究从功能化石墨烯对蚕豆根际泥炭土微生物群落组成和多样性的影响方面入手，探索功能化石墨烯对蚕豆生长发育的机理。利用蒸馏水和25 mg·L-1的功能化石墨烯溶液培养种植于泥炭土的蚕豆幼苗。实验组蚕豆幼苗株高和根长显著高于空白组。通过检测蚕豆根际泥炭土的理化性质，发现功能化石墨烯组根际泥炭土的全氮和全钾含量显著降低，全磷（TP）含量增加了1.27倍。利用高通量测序技术对土壤中细菌的16S rRNA基因（V3–V4区）和真菌ITS序列（ITS2区）进行扩增测序，聚类得到9 144个细菌OTUs，归类于39个门及350个属；得到790个真菌OTUs，归类于18个门及156个属。根据alpha、beta多样性分析，功能化石墨烯可以增加蚕豆根际泥炭土中细菌和真菌的丰度和多样性，两组间细菌和真菌群落的差异显著，且真菌群落的差异大于细菌群落。细菌群落中噬氢菌属、鞘氨醇单胞菌属和亚硝化单胞菌科3种氮循环相关的细菌在经功能化石墨烯处理后，丰度发生改变，进而促进蚕豆生长。真菌群落中，与土壤溶磷功能相关的篮状菌属的相对丰度下降，而对多种植物真菌病原菌、线虫和昆虫具有较强的生物防治能力的真菌属Clonostachys、Dimorphospora相对丰度增加。最后通过冗余分析发现，pH值、有机质（OM）、全磷（TP）3个土壤理化因子对土壤中细菌和真菌群落组成改变的贡献最大。

关键词：功能化石墨烯蚕豆根际泥炭土理化性质微生物多样性

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光子石墨烯中赝磁场作用下的谷霍尔效应

物理学报 2017年第14期66卷 348-353页

作者：邓富胜孙勇刘艳红董丽娟石云龙山西大同大学固体物理研究所大同037009 山西大同大学微结构电磁功能材料省市共建山西省重点实验室大同037009 山西大同大学新型微结构功能材料山西省高等学校重点实验室大同037009 同济大学先进微结构材料教育部重点实验室上海200092

将石墨烯中赝磁场的产生机理运用于光子石墨烯,通过在光子石墨烯中引入晶格有规律单轴形变的方式,理论分析得到了谷依赖的均匀赝磁场,并通过数值模拟的方法观察到明显的谷霍尔效应.这种谷霍尔效应的显著程度随晶格形变度的增加而加强.... 详细信息

将石墨烯中赝磁场的产生机理运用于光子石墨烯,通过在光子石墨烯中引入晶格有规律单轴形变的方式,理论分析得到了谷依赖的均匀赝磁场,并通过数值模拟的方法观察到明显的谷霍尔效应.这种谷霍尔效应的显著程度随晶格形变度的增加而加强.在具有一定损耗的电介质材料构成的形变光子石墨烯中仍可观察到明显的谷霍尔效应.随着电介质材料损耗的增加,谷霍尔效应导致的波束转弯效果依然能够保持,只是强度逐渐变弱.类似于自旋电子学中的自旋霍尔效应,这种光子石墨烯中等效赝磁场作用下的谷霍尔效应在未来谷极化器件的设计和应用中具有重要意义.

关键词：光子晶体光子石墨烯赝磁场谷霍尔效应

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含损耗型负介电常数材料的光栅结构透射特性

发光学报 2016年第2期37卷 237-241页

作者：许华董丽娟刘艳红刘丽想石云龙山西大同大学固体物理研究所山西大同037009 新型微结构功能材料山西省高校重点实验室山西大同037009

将损耗型负介电常数材料-光子晶体匹配的异质结构作为基本单元排列成周期性结构,组成一种新型的光栅结构,利用有限元分析方法计算了该结构的透射特性。通过分别对比不同的光栅周期长度以及异质结构在光栅结构中不同占比对透射率的影响,... 详细信息

将损耗型负介电常数材料-光子晶体匹配的异质结构作为基本单元排列成周期性结构,组成一种新型的光栅结构,利用有限元分析方法计算了该结构的透射特性。通过分别对比不同的光栅周期长度以及异质结构在光栅结构中不同占比对透射率的影响,确定了光栅结构的透射率与单独的异质结构相比有显著的提高。同时,通过对电磁场的分析,解释了该光栅结构透射率提高的物理原因,这是由光栅结构对电磁场的周期性调制作用导致的。

关键词：透射特性有限元分析光栅结构负介电常数材料