Distribution of Temperature in GlidArc Discharge Plasma

The GlidArc discharge is one of the main generation methods of non-equilibrium plasma near atmospheric pressures. In general, Gliding Arc discharge is driven by gas flow [1] in axial direction or by magnetic field in circumferential direction. [2] In this paper, a GlidArc discharge driven by rotating-gas-flow in circumferential direction is presented. The principle of the plasma generator is analyzed. The distribution of the temperature in axial direction is measured by a digital thermometer for three different gases. The experimental set-up of the GlidArc plasma is shown in Fig.1. It consists of a center electrode, an outside electrode, a power supply and a gas supply. The shortest distance between the electrodes is 2-3 mm. When a power supply with 10000 volts is attached to the electrodes, the arc will be ignited at the shortest distance. The small plasma column is rotated by the rotating gas flow in circumferential direction and then the rotating arc is driven towards the exit of the setup by the gas flow.

配置环形线电极的单极机中的磁流体力学流动

给出配置了环形线电极的单极机中的磁流体力学解析解.由于问题是线性的,求解可简化为基本解的叠加,可利用单极机在两个区域中的基本解的衔接来求得解析解.讨论了基本解的性质.利用非完全电极可改善Hartmann边界层、增加装置中的质量流量.应用基本解讨论了连续电极的单极机.

Surface planar ion chip for linear radio-frequency Paul traps

We propose a surface planar ion chip which forms a linear radio frequency Paul ion trap. The electrodes reside in the two planes of a chip, and the trap axis is located above the chip surface. Its electric field and potential distribution are similar to the standard linear radio frequency Paul ion trap. This ion trap geometry may be greatly meaningful for quantum information processing.

TWO-DIMENSIONAL ARRAY OF ION TRAPS ON A PLANAR CHIP

We investigate a planar ion chip design with a two-dimensional array of linear ion traps for the scalable quantum information processor. The segmented electrodes reside in a single plane on a substrate and a grounded metal plate, a combination of appropriate rf and DC potentials are applied to them for stable ion confinement, and the trap axes are located above the surface at a distance controlled by the electrodes' lateral extent and the substrate's height as discussed. The potential distributions are calculated using static electric field qualitatively. This architecture is conceptually simple and many current microfabrication techniques are feasible for the basic structure. It may provide a promising route for scalable quantum computers.

有限尺寸平行电极的边缘电场效应

电场分布是影响集成电光器件特性的主要因素。本丈研究了有限尺寸平行电极的电场分布，得到了其电荷分布密度、电容、电场强度的数学解析式，并分析了边缘电场效应，在此基础上得到了在集成电光器件中相邻光通道互不干扰所需的平行电极对的间隔距离。最后以单晶1×4光开关为例给出了当电极板长度为5mm、宽度为2mm、电极板间距为2mm时，离开电极板边缘3mm处的电场强度就已经降到电极板中心处的5％左右，引起的信道串扰约为0．25％，可忽略不计。

基于电光材料的光学相控阵技术研究进展

综述了基于电光材料的光学相控阵(OPA)的研究进展。介绍了光学相控阵技术的基本原理以及不同电光材料(铌酸锂电光晶体,AlGaAs光波导,液晶和掺镧锆钛酸铅(PLZT)电光陶瓷)光学相控阵技术的基本构想和涉及的关键技术;着重介绍近年来基于PLZT电光陶瓷材料光学相控阵技术的发展情况以及在这方面的最新研究成果,包括单级相控阵、级联相控阵、不同电极结构(表面电极和上下电极结构)相控阵技术等;最后简要介绍了光学相控阵技术在激光雷达等军事领域中的应用。

Nonlinear response and optical limiting in SrBi2Ta2O9 thin films

SrBi2Ta2O9 (SBT) thin films on quartz substrates were prepared by use of the pulsed-laser deposition technique. The nonlinear refractive indices, n(2), Of the SBT films were measured by use of z-scan techniques with picosecond pulses. Large negative nonlinear refractive indices of 3.84 and 3.58 cm(2)/GW were obtained for the wavelengths 532 nm and 1.064 mum, respectively. The two-photon absorption coefficient was determined to be 7.3 cm/GW for 532 nm. The limiting behavior of SBT thin film on a quartz substrate was investigated in an f/5 defocusing geometry by use of 38-ps-duration, 532-nm, 1.064-mum. laser excitation. (C) 2001 Optical Society of America.

化学修饰铋膜电极检测重金属镉

随着我国工业的快速发展，环境污染日益严重，其中重金属已经成为最主要的污染物 之一。重金属具有分布广泛、半衰期长等特点，因而对人们的生产生活危害巨大。镉作为 一种常见的重金属污染物，它能够引发废用性萎缩、肾功能衰竭和感染等疾病，因此对环 境中存在的痕量镉的进行检测显得极为重要。传统的痕量分析方法包括光谱分析法和色谱 分析法，但这两方法所使用的仪器比较笨重，操作过程复杂，因而不适于在线分析。电化 学分析方法因其快速、便携、价格低廉、灵敏度高等特点而受到了人们的广泛关注，其中 较为常用的阳极溶出伏安法已经在镉离子等重金属离子的现场快速高灵敏检测中发挥了 重要作用。然而传统阳极溶出法中使用的汞电极因具有毒性而被许多国家禁止使用，所以 寻找汞电极的替代电极成为近年来的阳极溶出技术的研究热点。铋膜电极因具有类似汞电 极的分析性能且环境友好而受到了广泛重视，特别是各种化学修饰方法使得铋膜电极的性 能得到了显著提高。但是目前铋膜电极仍存在稳定性低、抗干扰能力差等问题，这些不足 严重制约了该类电极在重金属的阳极溶出分析中的应用。本文旨在通过新的化学修饰方法 解决铋膜电极应用中的瓶颈问题，发展具有优异分析性能的化学修饰铋膜电极应用于镉离 子等重金属离子的阳极溶出分析。本文的主要研究内容包括： l）以阳极溶出法测定镉离子为例，研究了化学修饰铋膜电极的响应特性，考察了富 集时间、富集电位、铋离子浓度、离子载体浓度和Nafion 浓度等实验条件对检测灵敏度的 影响。 2）将离子载体引入铋膜电极与Nafion 结合使用，研究了镉离子在该电极上的阳极溶 出响应，并探讨了铜、铅、铟三种金属离子对镉离子检测选择性的影响。将这种改良后的 化学修饰铋膜电极用于实际海水样品的检测，所得结果与ICP-MS 的测量结果基本一致。 3）将四氟硼酸钠引入铋膜电极与离子载体、碳纳米管结合使用，研究了镉离子在该 电极上的阳极溶出响应，考察了铜、铅、铟离子对镉离子测定的影响。 4）考察了电解富集和开路电位富集两种富集方式对电极灵敏度和选择性的影响。 实验表明：通过预富集，在未除氧的溶液中即可得到显著的镉离子溶出电流峰，且背 景噪音低；加入离子载体后，电极对目标金属有良好的选择性，可以在复杂基体条件下测 定重金属离子镉；电解富集条件下电极的的灵敏度较高，而开路电位富集条件下电极的选 择性较好。这种环保的无汞化学修饰电极为海水中重金属污染物的检测提供了新的手段。

新型纳米材料及离子载体化学修饰电极的制备及其在痕量重金属检测中的应用

随着工农业生产的迅速发展，重金属污染问题越来越严重。由于重金属能 够在土壤、水体等环境中不断积累，并且通过食物链而进入人体内蓄积，因此对 人类健康构成潜在的危害。当人体内重金属含量过量时，会导致各种疾病的发生。 所以对痕量重金属污染物进行监测和分析，在食品安全、临床诊断和环境监测等 方面具有重要的现实意义。因此，研究快速、准确、灵敏、方便的检测重金属的 新方法十分必要。 近年来，化学修饰电极由于能够赋予电极新的、特定的功能，在提高电化 学选择性和灵敏度方面有着独特的优越性，因而成为电分析化学领域研究的热 点，并且被广泛应用于重金属元素的测定。但是，由于电极材料的限制，灵敏度 虽然有所改进，却始终很难达到一个新的高度。要提高化学修饰电极对重金属检 测的灵敏度，必须加入一些辅助的方法。 最近，纳米材料在很多分析方法中得到广泛应用，这些材料表现出很多它 们在常规尺度时所没有的独特的性质，如量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应、 量子隧道效应以及介电限域效应等。因此，作为一种新型的电极材料在电化学检 测和分析方面受到人们的日益关注。由于纳米材料本身具有大的比表面积和高的 表面自由能，这种纳米材料修饰电极的灵敏度得到大幅度提高。 离子载体是一类具有一个特定空腔的大环分子，能够从溶液中实现对某一 特定离子的萃取使之进入到有机相中。离子载体是电位型传感器敏感膜中的核心 成分，尽管它具有很高的选择性，但是除了电位分析外，在其它方面的用途却很 少被关注，可能是由于其本身的非导电性能所致。本论文采用纳米材料所特有的 对重金属离子强大的吸附性能和离子载体优良的选择性，制备了纳米材料及离子 载体修饰玻碳电极并用来对实际水样中痕量的重金属进行检测。主要内容包括以 下几个方面： 1.制备新型碳纳米管/铋膜复合修饰电极，研究了重金属钴在电极上的电化 学性能。结果表明，这种新型复合修饰电极的灵敏度得到显著提高，能实现最低 检测限为8´10-11 M的钴的吸附富集溶出。 2.利用羟基磷灰石的强吸附能力和碳纳米管的优异电化学性能，制备了新型 新型纳米材料及离子载体化学修饰电极的制备及其在痕量重金属污染物检测中的应用 II 的碳纳米管-纳米羟基磷灰石的双纳米复合材料，并将其用于金属镉的富集溶出。 结果表明，双纳米复合材料具有比单一材料更优异的性能，更有助于金属镉的富 集溶出。采用碳纳米管-纳米羟基磷灰石的双纳米复合材料修饰电极，能实现最 低检测限为4´10-9 M的镉的富集溶出，灵敏度得到明显提高。 3. 将导电性好、抗氧干扰能力强的铋膜与对重金属具有良好选择性的离子 载体相结合，制备了基于铋膜/离子载体的新型修饰电极，研究了金属铅在其表 面的富集溶出。结果表明，这种新型修饰电极的灵敏度和选择性都大为提高，具 有更高的溶出峰电流和更好的抗干扰能力，可以实现最低检测限为4.4´10-11 M 的铅的富集溶出。 4. 利用羟基磷灰石的强吸附能力和其三维多孔结构、离子载体对重金属离 子优异的选择性以及Nafion 膜良好的离子交换作用和化学稳定性，制备了基于 纳米材料和离子载体的新型化学修饰电极。这种方法不仅有助于提高对金属铅的 选择性和灵敏度，而且大大提高了富集效率。采用该新型化学修饰电极，能够实 现最低检测限为1´10-9 M的铅的富集溶出。

聚合物膜离子选择性电极的制备与性能研究

聚合物膜离子选择性电极具有选择性高、使用简便、价格低廉等优点，在环境监测中日益受到人们的关注。这类电极的响应特性主要取决于聚合物膜相中起分子识别作用的离子载体的选择性。本文设计合成了一系列对重金属离子具有高选择性的有机配体，并将其作为电中性离子载体应用于银、汞、锌、铬等离子选择性电极中，实现了对重金属离子的高选择性测定。此外，我们对海水中有机物质的紫外线消解进行了研究，优化了消解条件，采用离子选择性电极技术实现了对海水中重金属污染物的快速检测。具体内容如下： 1、以硫氮杂冠醚为离子载体的银离子选择性电极制备及性能研究。 合成了一系列硫氮杂冠醚配体，通过优化反应条件，提高了反应产率，简化了产物处理过程。将此类冠醚作为离子载体用于银离子选择性电极的制备，并讨论了冠醚环大小、冠醚环的韧性以及硫原子个数对电极选择性的影响。在此研究基础上，利用沉淀-溶解平衡法调节内充液主离子浓度，采用冠醚9，10，12，13，24，25-六氢-5H，15H，23H-二苯[b，q][1，7，10，13，19，4，16]五硫二氮二十三环-6，16 (7H，17H)-二酮环作为低检出限银离子选择性电极载体，通过优化电极的内充液和聚合物膜组份，测得最低检出限为2.2×10-10 M，电极电位响应斜率为54.5 mV/dec.，线性范围为1.0×10-9-1.0×10-5 M，电极使用寿命为一个月。采用标准加入法，成功实现了自来水中银离子浓度的测试，并以该电极作为指示电极，以硝酸银溶液为滴定剂，成功滴定了I-、Br-和Cl-离子的混合液。 2、以1，2，4-三唑衍生物为离子载体的汞离子选择性电极的制备及性能表征。 设计合成了一种基于1，2，4-三唑的希夫碱结构化合物，3，5-二(二硫代甲酸苄酯肼基-2-亚甲胺基苯氧甲基)-1-(四氢-2H-吡喃)-1H-1，2，4-三唑，并成功用作中性载体实现对汞离子的测定。在最佳膜组分条件下，以该化合物作为载体的汞离子选择性电极的检出限为2.6×10-7 M Hg2+，电极电位响应斜率为29.3±0.3 mV/dec.，线性范围为1.0×10-6-3.0×10-4 M。该电极使用寿命为2个月，在pH 2.6-5.2范围内测试不受酸度影响。以该电极为指示电极，以EDTA为滴定剂，可准确滴定溶液中汞离子的浓度。 3、以希夫碱结构化合物为离子载体的锌离子选择性电极的制备及性能研究。 本文设计了一种含吡啶杂环的希夫碱结构化合物(E)-N'-(吡啶-2-亚甲胺基)-2-((E)-吡啶-2-亚甲胺基)苯甲酰肼，并成功用作离子载体实现对锌离子的测定。在最佳膜组分条件下，以该化合物为载体的锌离子选择性电极的检出限为7.4×10-7M Zn2+，电极电位响应斜率为25.9 mV/dec.，线性范围为1.0×10-6-1.0×10-3 M。该电极使用寿命为3个月，在pH 3.4-5.8范围内测试不受酸度影响。以该电极为指示电极，以EDTA为滴定剂，可准确滴定溶液中锌离子的浓度。 4、紫外光在线消解技术用于离子选择性电极测试海水中重金属离子的研究。 海水中重金属离子大多以络合物形式存在，而离子选择性电极只对游离态金属离子响应，因此要实现离子选择性电极测试海水中的重金属，首先必须使金属离子从络合物中游离出来。紫外光消解方法相对于其它海水预处理手段是一种清洁的样品预处理方法。我们以模拟海水为考察对象，考察了盐度、酸度、有机物浓度对消解效率的影响，并在优化消解条件的基础上对实际海水进行消解，利用离子选择性电极成功实现了海水中铜离子浓度的测试，测试值与ICP-MS数值一致。 5、合成希夫碱结构罗丹明B衍生物作为载体和分子探针用于Cr3+离子的检测。 设计合成了希夫碱结构罗丹明B衍生物2-亚甲胺基-8-乙酯基喹啉-罗丹明。荧光法显示，在化合物对铬离子(III)有较好的选择性，进而我们将该化合物作为分子探针进行了详细的研究。结果表明，分子探针与铬离子配位比为1:1，铬离子响应的线性范围是8.0×10-7-8.0×10-5 M，检测下限为1.9×10-7 M。电化学测试结果显示，基于该化合物为载体的离子选择性电极对铬离子(III)的选择性较差。

A microelectrode drive for long term recording of neurons in freely moving and chaired monkeys

An electrode drive is described for recordings of neurons in freely moving and chaired monkeys during the performance of behavioural tasks. The electrode drives are implanted for periods of up to 6 months, and can advance up to 42 electrodes using 14 independent drive mechanisms. The drive samples 288 points within a 12 mm x 12 min region, with 15 min of electrode travel. Major advantages are that recordings are made in freely moving monkeys, and these recordings can be compared with those in chaired experiments; waveforms of single neurons are stable, enabling prolonged recordings of the same neurons across periods of days; recordings can be made throughout the brain, including the dorsolateral prefrontal cortex and hippocampus; the drive accommodates both sharp microelectrodes and fine wire assemblies such as tetrodes. (C) 2003 Elsevier Science B.V; All rights reserved.