相互作用量子点的自旋相关输运

Bi2Se3自旋轨道耦合计算

Bi 2Se 3自旋轨道耦合性质的计算一、模型和基本参数：图（a ）黑色t 1、t 2、t 3基矢围成Bi 2Se 3菱形原胞，用于计算块体，红色方框包含一个五元层，是构成薄膜的一个QL 。计算能带的布里渊区高对称点：Г(0 0 0)-Z(π π π)-F(π π 0)-Г(0 0 0)-L(π 0 0)，根据正空间和倒空间坐标的转换关系，得到正空间中高对称点的坐标：Г(0 0 0)-Z(0.5 0.5 0.5)-F(0.5 0.5 0)-Г(0 0 0)-L(0 0 -0.5) 空间群： 166号~ R-3M （MS ） ) 3(5 3m R D d （文献）结构分为：六角晶胞和菱形原胞（Rhombohedral ）两种形式六角晶胞(hexagon)：含三个五元层，15个原子菱形原胞（Rhombohedral ）：含5个原子晶格参数t=9.841, α=24.275 原子坐标：弛豫值实验值 Bi(2c) (0.400,0.400,0.400) Bi(2c) (0.398, 0.398, 0.398) Se(1a) (0,0,0) Se(1a) (0,0,0) Se(2c) (0.210, 0.210, 0.210) Se(2c) (0.216, 0.216, 0.216) 赝势：PAW_GGA_PBE E cut =340 eV 块体：Kpoints=11×11×11 薄膜：Kpoints=11×11×1 块体结构优化时，发现Ecut=580，KPOINTS=151515，得到的结构比较合理计算薄膜真空层统一： 15 ?

ISMER取-5（或取0，对应SIGMA=0.05）二、计算过程描述： 1）范德瓦尔斯作用力的影响。手册中一共有5种方法： Correlation functionals：LUSE VDW = .TRUE. the PBE correlation correction AGGAC = 0.0000 Exchange交换functionals vdW-DF vdW-DF2 方法一方法二方法三方法四方法五revPBE optPBE optB88 optB86b rPW86 GGA = RE LUSE_VDW = .TRUE. AGGAC = 0.0000 GGA = OR LUSE_VDW = .TRUE. AGGAC = 0.0000 GGA = BO PARAM1 = 0.1833333333 PARAM2 = 0.2200000000 LUSE_VDW = .TRUE. AGGAC = 0.0000 GGA = MK PARAM1 = 0.1234 PARAM2 = 1.0000 LUSE_VDW = .TRUE. AGGAC = 0.0000 GGA = ML Zab_vdW = -1.8867 LUSE_VDW = .TRUE. AGGAC = 0.0000 经测试，发现方法二optimized Perdew-Burke-Ernzerhof-vdW (optPBE-vdW)是最合适的。并通过比较发现，范德瓦尔斯作用力对块体和单个QL厚度的薄膜的影响很小，对多个QL 厚度的薄膜结构影响比较大，所以优化时需要考虑QL之间的vdW相互作用，而范德瓦尔斯作用力对电子态的影响也比较小，所以，计算静态和能带的时候，可以不考虑。此外，以往文献中的计算，有的直接采用实验给出的结构参数建模，不再弛豫，计算静态和能带，得到的结果也比较合理。所以，我们对薄膜采用不优化结构和用optPBE方法优化结构，两种方式。 2）算SOC。计算材料的自旋轨道耦合性质，一般在优化好的结构基础上，在静态和能带计算是加入特定参数来实现。一般，分两种方式: 第一种是从静态开始，就进行非线性的计算，能带也进行非线性自旋轨道耦合计算。第二种，则是，在静态时进行非线性计算（按照一般的静态计算进行），产生CHGCAR、WA VECAR，进行能带非线性自旋轨道计算时，读入这两个参数。 V ASP手册推荐使用第二种。我们通过多次比较发现，使用第一种方法，可以得到更为合理的结果。 3）关于d电子的考虑。我们分别考虑了Bi原子的两种电子组态：第一种，含有15个价电子，包含d电子，电子组态5d106s26p3；第二种，含有5个价电子，不含d电子，电子组态是6s26p3。通过比较计算结果，发现并没有明显的区别，所有我们选用第二种。

长距离输水管道水压试验规程编制说明-河南

附件3 《长距离输水管道水压试验规程》河南省地方标准编制说明一、编制的目的和意义中国水资源地区分布很不平衡，河南是缺水大省，需要南水北调、引江济淮、西水东引等引（调）水工程的建设。随着城市供水工程和水利引（调）水工程建设规模的不断扩大，取水距离延长，长距离输水管道工程建设项目越来越多。减少管道漏损率是长距离输水管道节水要求的重要指标，而检测和控制管道漏损率的主要方法为管道工程的水压试验。安全供水是国民经济、社会发展、人民身体健康的前提与保障，是关系到社会稳定的大局，管道工程质量是安全供水的基本保障，而检验长距离输水管道工程质量的有效方法为管道工程的水压试验。根据长距离输水管道口径大、工作压力大、线路环境复杂的特点，中国工程建设标准化协会颁布了《城镇供水长距离输水管（渠）道工程技术规程》（CECS 193：2005），包括了长距离输水管道工程的设计、施工及运行等内容，没有涉及管道工程的水压试验内容。现行的《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50628-2008）、《工业金属管道工程施工质量验收规范》（GB 50184－2011）及《预应力钢筒混凝土管道技术规范》（SL 702-2015）管道功能性试验章节中部分条款，不适合长距离输水管道水压试验的技术要求，不能科学指导我省长距离输水管道的水压试验工作。目前我省在长距离输水管道水压试验方面尚无专门的技术规程可依，为规范管理我省长距离输水管道水压试验工作，保证供水安全和工程节水，结合河南省市政供水工程和水利引（调）水工程实际，制定河南省地方标准《长距离输水管道水 - 1 -

压试验规程》是非常必要的。 2014年7月，在《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50628-2008）的基础上，河南省南水北调中线工程建设管理局颁布了《河南省南水北调受水区供水配套工程输水管道水压试验方案》，成功地指导了河南省南水北调输水管道水压试验工作；2018年，河北省水利水电第二勘测设计研究院在河北省南水北调工程实践的基础上，编制了河北省地方标准《长距离输水管道整体水压试验技术规程》（DB13/T 2718-2018）。结合我单位的施工经验，参考《工业金属管道工程施工质量验收规范》（GB 50184－2011）、《预应力钢筒混凝土管道技术规范》（SL 702-2015）及《水利水电工程球墨铸铁管道技术导则》（T/CWHIDA 0002－2018）管道功能性试验章节中部分内容，借鉴《输送石油天然气及高挥发性液体钢质管道压力试验》（GB/T 16805-2017）编制方法，编制适合我省实际的地方标准《长距离输水管道水压试验规程》是可行的。二、任务来源及编制原则和依据 2019年12月23日，河南省市场监督管理局将《长距离输水管道水压试验规程》的制订列入2019年河南省地方标准制订计划，立项编号：20193310162。按照《河南省市场监督管理局关于下达2019年河南省地方标准制修订计划的通知》（豫市监 [2019]309号）文件要求，和GB/T 1.1—2009《标准化工作导则》的标准格式、结构等要求和规定，河南省水利第一工程局《长距离输水管道水压试验规程》地方标准编制小组编写了本标准的征求意见稿。本标准的编制旨在指导长距离输水管道水压试验工作，使得河南省境内的长距离输水管道水压试验工作有据可依。三、编制过程标准的主要起草单位为河南省水利第一工程局，由企业总工李东森同志主持全面工作，由马志华等同志负责标准的起草 - 2 -

量子点与生物标记

量子点与生物标记应化1002班王艳荧光分析法是生物学研究中十分重要的方法之一,其检测灵敏度很大程度上取决于标记物的发光强度和光化学稳定性。目前使用的大多数荧光试剂如有机荧光染料等存在着光学稳定性较差、激发光谱范围窄、发射光谱较宽、与生物分子的背景荧光难以区分等不可忽视的弱点,导致应用中灵敏度下降。量子点作为一种新型的荧光纳米材料,弥补了有机染料的上述缺点,引起分析化学和生命科学领域的广泛关注。量子点即半导体纳米粒子，也称半导体纳米晶,是指半径小于或接近于激子玻尔半径的半导体纳米晶粒。它们由n-VI族或n l-V族元素组成，性质稳定，能够接受激发光产生荧光，具有类似体相晶体的规整原子排布。在量子点中，载流子在三个维度上都受到势垒的约束而不能自由运动。需要指出的是，并非小到100nm以下的材料就是量子点，真正的关键尺寸取决于电子在材料内的费米波长。只有当三个维度的尺寸都小于一个费米波长时，才称之为量子点。量子点独特的性质基于它自身的量子效应，当颗粒尺寸进入纳米量级时，尺寸限域将引起库仑阻塞效应、尺寸效应、量子限域效应、宏观量子隧道效应和表面效应，从而派生出纳米体系具有常观体系和微观体系不同的低维物性，展现出许多不同于宏观材料的物理化学性质作为荧光探针，量子点的光学特性比在生物荧光标记中常用的传统有机染料有明显的优越性: (l)宽的激发波长范围及窄的发射波长范围，可以使用小于其发射波长的任意波长激发光来激发，并且可以通过改变QDs的物理尺寸对荧光峰位进行调控。这样就可以使用同一种激发光同时激发多种量子点，从而发射出不同波长的荧光，进行多元荧光检测。相反多种染料的荧光(多种颜色)往往需要用多种激光加以激发，这样不仅增加了实验费用，而且使分析系统变得更加复杂。此外，由于QDs的这种光学特性，可以在其连续的激发谱中选取更为合适的激发波长，从而使生物样本的自发荧光降到最低点，提高分辨率和灵敏度。 (2) 量子点具有较大的斯托克斯位移(stokes shift)，能够避免发射光谱与激发光谱的重叠，从而允许在低信号强度的情况下进行光谱学检测。生物医学样本通常有很强的自发荧光背景，有机荧光染料由于其Stokes位移小，检测信号通常会被强的组织自发荧光所淹没，而Q Ds的信号则能克服自发荧光背景的影响，从背景中清楚地辨别检测信号。QDs的荧光发射光谱相对狭窄，因此能同时显现不同颜色而无重叠，这样就能在实验中同时进行不同组分的标记。 (3) 量子点的发射峰窄而对称，重叠小，相互干扰较小，在一定程度上克服了光谱重叠所带来的问题。 (4) 量子点的发射波长可通过控制其大小和组成调节，因而有可能任意合成发射所需波长的量子点，大小均匀的量子点谱峰为对称的高斯分布; 此外，量子点hiP、InAs能够发射700~1500nm多种波长的荧光，可以填补普通荧光分子在近红外光谱范围内种类很少的不足。对于一些不利于在紫外和可见区域进行检测的生物材料，可以利用半导体量子点在红外区域染色，进行检测，完全避免紫外光对生物材料的伤害，特别有利于活体生物材料的检测，同时大幅度降低荧光背景对检测信号的干扰。 (5) 量子点的抗光漂白能力强,有高度光化学稳定性,是普通荧光染料的100

VASP 自旋轨道耦合计算

VASP 自旋轨道耦合计算已有4532 次阅读2011-9-13 20:37|个人分类:VASP|系统分类:科研笔记将VASP 的makefile 文件中的 CPP 选项中的 -DNGXhalf, -DNGZhalf, -DwNGXhalf, -DwNGZhalf 这4个选项去掉重新编译VASP才能计算自旋轨道耦合效应。以下是从VASP在线说明书整理出来的非线性磁矩和自旋轨道耦合的计算说明。非线性磁矩计算： 1）计算非磁性基态产生WAVECAR和CHGCAR文件。 2）然后INCAR中加上 ISPIN=2 ICHARG=1 或 11 ！读取WAVECAR和CHGCAR文件 LNONCOLLINEAR=.TRUE. MAGMOM= 注意：①对于非线性磁矩计算，要在x, y 和 z方向分别加上磁矩，如 MAGMOM = 1 0 0 0 1 0 ！表示第一个原子在x方向，第二个原子的y方向有磁矩 ②在任何时候，指定MAGMOM值的前提是ICHARG=2（没有WAVECAR和CHGCAR文件）或者ICHARG=1 或11（有WAVECAR和CHGCAR文件），但是前一步的计算是非磁性的（ISPIN=1）。磁各向异性能（自旋轨道耦合）计算：

注意： LSORBIT=.TRUE. 会自动打开LNONCOLLINEAR= .TRUE.选项，且自旋轨道计算只适用于PAW赝势，不适于超软赝势。自旋轨道耦合效应就意味着能量对磁矩的方向存在依赖，即存在磁各向异性能（MAE），所以要定义初始磁矩的方向。如下： LSORBIT = .TRUE. SAXIS = s_x s_y s_z (quantisation axis for spin) 默认值： SAXIS=(0+,0,1)，即x方向有正的无限小的磁矩，Z方向有磁矩。要使初始的磁矩方向平行于选定方向，有以下两种方法： MAGMOM = x y z ! local magnetic moment in x,y,z SAXIS = 0 0 1 ! quantisation axis parallel to z or MAGMOM = 0 0 total_magnetic_moment ! local magnetic moment parallel to SAXIS （注意每个原子分别指定） SAXIS = x y z !quantisation axis parallel to vector (x,y,z)，如 0 0 1 两种方法原则上应该是等价的，但是实际上第二种方法更精确。第二种方法允许读取已存在的WAVECAR（来自线性或者非磁性计算）文件，并且继续另一个自旋方向的计算（改变SAXIS 值而MAGMOM保持不变）。当读取一个非线性磁矩计算的WAVECAR时，自旋方向会指定平行于SAXIS。计算磁各向异性的推荐步骤是： 1）首先计算线性磁矩以产生WAVECAR 和CHGCAR文件（注意加入LMAXMIX）。 2）然后INCAR中加入： LSORBIT = .TRUE. ICHARG = 11 ! non selfconsistent run, read CHGCAR

长距离输水管道设计中应注意的的重要问题

长距离输水管道设计中应注意的重要问题［摘要］长距离管道输水是解决水源分布不均衡的有效措施之一。目前，长距离输水管道设计中存在着诸多问题。在保证安全性的前提下，应进行合理选材、管路设计、管道防腐、沟槽支护、等，同时要符合经济性的要求。本文就长距离输水管道设计中应注意的问题进行了讨论。［关键字］长距离输水管道管路设计优化一、输水管道系统设计区域供水是一个系统工程，在满足主要供水目标100%供水量的同时，需要对途径的水源匮乏地区进行给水分流，确保供水效率的最大化。现代长距离输水管道多采用双管供水，在其中一条管道出现故障时，另一条管道作为备用，以满足70%以上供水量的要求。二、输水方式选择综合考虑当地的自然环境和社会经济条件，在保证水质和水量的前提下，选择合理的长距离输水方式。早些年的输水工程，大多利用天然地形，采用明渠（槽）开挖的形式。随着全球气候的变化，生活污水和工业污水对环境的污染日益严重，明渠（槽）以及天然河道输水不仅不能保证给水量，同时在输送途中也易受环境的污染。因此，现代输水工程多采用长距离封闭式的专用管道输水模式。输水方式分重力流和压力流两种，在地势条件允许的情况下，应充分利用自然水头，尽可能采用能耗更低、更经济的重力流输水模式。对于不得不采取压力流的情况，应进行管道水锤防护设计，确保管道不会因内部压

力骤变而损坏。三、管线选择输水管道担负着将源水送往城市的输水任务，管线长，投资大，因此，在选择管线时应根据下列原则确定： 1、是应尽量做到线路短、起伏小、土石方工程量少、造价经济、少占农田或不占农田； 2、是管线走向的位置应符合城市规划要求，并尽可能沿现有道路或规划道路敷设，以利施工和维护； 3、是尽可能地减少拆迁； 4、是应尽量避免穿越河谷、山脊、沼泽、重要铁路和泄洪地区； 5、是管线应充分利用水位高差，当条件许可时优先考虑重力流输水； 6、是管线应考虑近远期结合和分期实施的可能。四、管道材料的选择及保护长距离输水工程大口径管道的管材有钢管、球墨铸铁管、预应力钢筋砼管(PCP)和预应力钢筒砼管(PCCP)、玻璃钢管等，下面就这几种管材分别论述： 1、钢管钢管应用历史较长，范围较广，它的强度高，管材和管件易加工，管厂建设周期短，特殊地段(如顶管、过河段)一般都采用钢管，但钢管的刚度小，易变形，衬里及外防腐要求严，必要时需作阴极保护，施工过程中组合焊接工作量大，与水泥压力管相比，造价较高。大口

自旋轨道耦合计算探索过程分析

自旋轨道耦合计算过程探索 1.经验总结 1）对于Bi2Se3家族材料，QL内是强的共价结合作用，QL之间是范德瓦尔斯作用力。所以，在优化结构的时候，需要考虑范德瓦尔斯相互作用。一般，对于一种没有算过的新材料，可以尝试以上五种方法，哪一种最合理就用哪个。 Bi2Se3家族材料，经测试最合适的是optPBE-vdW方法。 3）测试发现，对于1QL和块体，范德瓦尔斯作用的影响不是很影响；对于多个QL厚度的薄膜，QL之间范德瓦尔斯作用的影响比较明显。 5）算soc加入LSORBIT=.TRUE.和LORBMOM=.TRUE.，比LSORBIT=.TRUE.和GGA_COMPAT = .FALSE.得到的结果更合理。 6）薄膜优化的时候，可以用ISIF=2。 7）计算静态的时候输出CHARG，能带的时候ISTART可以等于0，ICHARG等于11。 7）薄膜的结构需要中心对称，切得时候需要注意。 8）计算vdW，需要vasp5.2.12以上的版本，并且将vdw_kernel.bindat文件放到计算的文件夹中。9）vdW相互作用对结构的影响比较大，对后面的静态计算和能带计算电子态的影响比较小。10）取合适的K点，可以得到较为合理的结构，对后面电子态的计算影响也不是很大。 2. 结构优化赝势：PAW_GGA_PBE E cut=340 eV Kpoints=10×10×10 ISMER取-5，计算能带时，取0，对应SIGMA=0.05 在MS中可以在build-Symmetry -中把Bi2Se3 rhombohedral representation（菱形表示）和hexagonal representation（六角表示）相互转换

自旋电子学简介

自旋电子学简介今天，我们一起去听了王博士关于《自旋电子学简介》的讲座，通过这次的讲座，我对自旋电子学有了更加深刻的认识。在传统的微电子学中,一般是利用电子的荷电性由电场来控制电子的输运过程的,而对电子的自旋状态是不予考虑的.为了能够进一步提高信息处理速度和存储密度,就必须对电子的自旋加以利用,由此发展出一门新的学科———自旋电子学。自旋电子学(Spintronics or spin electronics)，亦称磁电子学(Magneto—electronics)，是一门结合磁学与微电子学的交叉学科。它是利用电子的自旋属性进行工作的电子学。早在19世纪末，英国科学家汤姆逊发现电子之后，人们就知道电子有一个重要特性，就是每一个电子都携带一定的电量，即基本电荷（e=1.60219x10-19库仑）。到20世纪20年代中期，量子力学诞生又告诉人们，电子除携带电荷之外还有另一个重要属性，就是自旋。电子的自旋角动量有两个数值，即±h/2。其中正负号分别表示“自旋朝上”和“自旋朝下”，h是量子物理中经常要遇到的基本物理常数，称为普朗克常数。通过对电子电荷和电子自旋性质的研究，最近在电子学和信息技术领域出现了明显的进展。这个进展的重要标志之一就是诞生了自旋电子学。在传统的电子学中，数据处理集成电路所用的是半导体中电子的电荷，但并不是说电子的自旋自由度以前从没有用过，例如传统的数据存储介质，如磁盘，用的就是磁性材料中电子的自旋。事实上，半导体中有很多类型的自旋极化现象，如载流子的自旋，半导体材料中引入的磁性原子的自旋和组成晶体的原子的核自旋等等。从某种意义上说，已有的技术如以巨磁电阻（GMR）为基础的存储器和自旋阀都是自旋起作用的自旋电子学最基本的应用。但是，其中自旋的作用是被动的，它们的工作由局域磁场来控制。这里所指的自旋电子学则要走出被动自旋器件的范畴，成为基于自旋动力学的主动控制的应用。因为自旋动力学的主动控制预计可以导致新的量子力学器件，如自旋晶体管、自旋过滤器和调制器、新的存储器件、量子信息处理器和量子计算。从这个意义上说，自旋电子学是在电子材料，如半导体中，主动控制载流子自旋动力学和自旋输运的一个新兴领域。已经证明，通过注入、输运和控制这些自旋态，可以执行新的功能。这就是半导体自旋电子学新领域所包含的内容，它涉及自旋态在半导体中的利用。对于目前的自旋电子学，令人感兴趣的两个重要的物理学原理是：自旋作为一个动力学变数，它有量子力学固有的量子特性，这些特性将导致新的自旋电子学量子器件而不是传统的以电子电荷为基础的电子学。另一个是与自旋态有关的长驰豫时间或相干时间。在磁性半导体中，自旋朝上的载流子浓度往往多于自旋朝下的载流子，这些载流子运动会产生所谓自旋极化电流。自旋极化电流的大小、存在的时间长短取决于许多因素，如材料的特性、界面、外场及温度等等。事实上，半导体中的载流子自旋可以通过局域磁场，或通器件的栅极改变外加电场，甚至通过偏振光地进行操作。这一事实，是开发自旋电子学应用的一个重要的物理基础。半导体自旋电子学器件的目的之一是利电子自旋和核自旋很长的相干时间，并基于半导体器件来执行量子信息处理。用半导体实现量子计算机有很多优点，不仅仅因为它是固体材料，可适合于大规模集成，而且通过量子约束可以自由控制其维度，并允许用外场，如光、电或磁场改变其特性。本节将简介利用半导体中的自旋如何构造固体量子计算机的基本原理。半导体自旋电子学（spintronics）作为半导体物理发展的新分支，目前主要在两个方面着重展开研究：半导体磁电子学和半导体量子自旋电子学。前者希望在最近的将来会有实际的结果，后者则已成为21世纪的重要研究论题。半导体自旋电子学作为信息处理

量子点在生物医学领域的应用进展

量子点在生物医学领域的应用进展【摘要】量子点是近年来发展起来的一种性能优异的新型荧光纳米材料，已成为纳米技术领域最受关注的研究对象之一，并成功应用于生命科学等领域。本文介绍了量子点的基本概念和性质，对量子点在生物医学领域的应用进行了综述和展望，指出了目前存在的问题和今后的发展方向。【关键词】量子点；生物医学；荧光；纳米粒子 1量子点的概念及特性量子点(Quantum dots, QDs) 又称半导体纳米微晶体，是半径小于或接近于激子玻尔半径的一类无机半导体纳米粒子，主要由ⅡB - ⅥA (如CdSe，CdTe，ZnSe 等) ，ⅢA-ⅤA( 如InAs，InP 等) 组成的，粒径在1—10nm，能够光致发光的半导体纳米晶。 QDs具有一般纳米微粒的基本性质如表面效应、体积效应和量子尺寸效应,具有宽的激发光谱、窄的发射光谱、可精确调谐的发射波长，正是基于量子点独特的光学性质使得它克服了传统的用于标记或衍生的荧光试剂如荧光素类、罗丹明类等有机化合物存在荧光量子产率低、易光漂白及发射光谱宽等缺点。QDs 所具有的优异的光谱性能，在生物化学、细胞生物学、分子生物学、生物分析化学等研究领域显示出极其广阔的应用前景，并逐步地应用于蛋白质及DNA的检测、药物靶向治疗、活细胞生命动态过程的示踪及动物活体体内肿瘤细胞的靶向示踪等生物分析与医学诊断领域，并取得了丰硕的研究成果［1］。 2量子点的应用 2.1 量子点在细胞成像中的应用对单个活细胞的一些活动进程进行高效、灵敏的监测将有助于阐明一些重要的细胞生理过程和药物代谢机制，有利于了解生物体的复杂性以及动力学特征。发展特异性和选择性的QDs 是细胞和生物分子标记的一大挑战。经巯基乙酸修饰的QDs 连接到转铁蛋白上后，再把QDs-转铁蛋白同表面存在大量转铁蛋白识别受体的HeLa 细胞一起培养，发现其可以被HeLa 细胞表面的受体识别并吞噬进入细胞内部，首次实现了QDs 应用于离体活细胞实验[2]。Tokumasu等［3］用偶联了抗体的QDs 标记血红细胞膜上的Band3 蛋白，实验中观察到了Band3 蛋白在细胞膜上的分布，证实了可以通过QDs 的标记观察在疟原虫入侵时红血球细胞膜的变化情况。Orndorff 等［4］使用具有高亲合性的神经毒素修饰QDs，然后标记了内在表达的癌细胞蛋白，揭示了经神经毒素修饰的QDs 可以作为一种鉴定癌细胞存在的评估标签。 2.2 量子点在活体成像中的应用

自旋-轨道耦合调制下磁纳米结构中电子自旋极化效应

目录摘要.......................................................................................................................................I Abstract...............................................................................................................................II 第1章绪论.. (1) 1.1自旋电子学 (1) 1.2 磁纳米结构 (5) 1.3 磁纳米结构中电子自旋极化效应 (8) 1.4 硕士学位论文的研究工作 (11) 第2章研究方法和理论 (13) 2.1 改进的转移矩阵法 (13) 2.2Landauer-Büttiker超微结构电导理论 (16) 2.3 本章小结 (18) 第3章自旋-轨道耦合调制下磁垒纳米结构中电子自旋极化效应 (19) 3.1 引言 (19) 3.2 模型和公式 (20) 3.3 结果和讨论 (23) 3.4 本章小结 (30) 第4章自旋-轨道耦合调制下复合磁电垒纳米结构中电子自旋极化效应 (31) 4.1 引言 (31) 4.2 模型和公式 (32) 4.3 结果和讨论 (36) 4.4 本章小结 (42) 第5章结论与展望 (44) 参考文献 (46) 个人简历、申请学位期间的研究成果及发表的学术论文 (52) 致谢 (53) III 万方数据

量子点总结

1．前言在最近的几十年里，量子点（QDs）即半导体纳米晶体（NCs）由于具有独特的电子和发光性质以及量子点在生物标记,发光二极管，激光和太阳能电池等领域的应用成为大家关注的焦点。量子点尺寸大约为1-10 纳米，它的尺寸和形状可以精确的通过反应时间、温度、配体来控制。当量子点尺寸小于它的波尔半径的时候，量子点的连续能级开始分离，它的值最终由它的尺寸决定。随着量子点的尺寸变小，它的能隙增加，导致发射峰位置蓝移。由于这种量子限域效应，我们称它为“量子点”。1998 年 , Alivisatos 和 Nie 两个研究小组首次解决了量子点作为生物探针的生物相容性问题, 他们利用MPA 将量子点从氯仿转移到水溶液，标志着量子点的生物应用的时代的到来。目前，量子点最引人瞩目的的应用领域之一就是在生物体系中做荧光探针。与传统的有机染料相比，量子点具有无法比拟的发光性能，比如尺寸可调的荧光发射，窄且对称的发射光谱宽且连续的吸收光谱，极好的光稳定性。通过调节不同的尺寸，可以获得不同发

射波长的量子点。窄且对称的荧光发射使量子点成为一种理想的多色标记的材料。由于宽且连续的吸收光谱，用一个激光源就可以同时激发一系列波长不同荧光量子点量子点良好的光稳定性使它能够很好的应用于组织成像等。量子点集中以上诸多优点是十分难得的，因此这就要求我们制备出宽吸收带，窄且对称的发射峰，高的量子产率稳定和良好生物兼容性的稳定量子点。现在用作荧光探针的量子点主要有单核量子点（CdSe，CdTe，CdS）和核壳式量子点（CdSe/ZnS[39], CdSe/ZnSe[40]）。量子点的制备方法主要分为在水相体系中合成和在有机相体系中合成。本文主要以制备量子点的结构及合成方法为主线分为两部分：第一部分综述了近十几年量子点在有机相中的制备方法的演变历程，重点包括前体的选择，操作条件和合成量子点结构。第二部分介绍了近十几年量子点在水相中制备方法的改进历程，重点包括保护剂的选择及水热法及微波辅助法合成方法。

量子点作为荧光探针在生物医学领域的研究进展

Hans Journal of Nanotechnology纳米技术, 2016, 6(1), 9-13 Published Online February 2016 in Hans. https://www.360docs.net/doc/b35504411.html,/journal/nat https://www.360docs.net/doc/b35504411.html,/10.12677/nat.2016.61002 Advances of Quantum Dots as Fluorescent Probes in Biological and Medical Fields Guolong Song, Xiangdong Kong* Institute of Biomaterials and Marine Biological Resources, College of Life Sciences, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou Zhejiang Received: Jan. 27th, 2016; accepted: Feb. 13th, 2016; published: Feb. 16th, 2016 Copyright ? 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.360docs.net/doc/b35504411.html,/licenses/by/4.0/ Abstract Quantum dots (QDs), three-dimensional (3-D) nanocrystals, possess a great deal of unique optical performances, such as wide excitation wavelength, narrow and symmetric emission wavelength, high quantum yield, long fluorescence lifespan, stable optical property. QDs can be used as fluo-rescent probes to label different components in biosystem, which contains tissues, cells, molecules and living animals imaging. A review on the advances of QDs as fluorescent probes in Biological and Medical fields is given in the paper. Keywords Quantum Dots, Biological Probes, In Vivo Imaging 量子点作为荧光探针在生物医学领域的研究进展宋国龙，孔祥东* 浙江理工大学生命科学学院，生物材料与海洋生物资源研究所，浙江杭州收稿日期：2016年1月27日；录用日期：2016年2月13日；发布日期：2016年2月16日 *通讯作者。

自旋检测

分子束外延技术(MBE) 10cm-3 自旋检测光学检测和电学检测是自旋检测的两种方法。光学检测方法应用较早且比较成熟。Fiederling[1]和Ohno[2]分别于1999年和2000年在实验上对自旋极化的光学检测进行了研究。Fiederling利用自旋极化的发光二极管对自旋极化的光学检测进行了研究，Ohno则是利用EL谱测量光的偏振度，进而确定电子的自旋极化率。光学方法可以避免其他电学效应的影响。电学检测是利用半导体/铁磁界面的自旋相关输运性质。欧姆接触作为集电极在实验上已经实现，为了有效的探测电子的自旋总数，要求从半导体到铁磁体的接触是球形或隧道的[3]。非平衡自旋总数的化学势的电势测量也是自旋探测技术的一种[4]。目前，自旋极化电子的高效注入、自旋霍尔效应和自旋流的产生与探测成为自旋电子学中热门的研究专题。最近实验得出，自旋极化电子从铁磁金属注入到半导体能够获得较高的极化率。如今，自旋霍尔效应为自旋流的产生与探测提供了新的途径与方法，因其逆自旋霍尔效应能够将自旋流转化为电流，从而使得难以测量的自旋流可以直接用电学方法测量[5]。利用自旋霍尔效应在半导体中产生自旋流的方法也可以实现自旋电子的注入自旋电子从铁磁物质注入金属也可获得较高的极化率[6]。在半导体量子结构中，还有自旋产生与注入的其他方式，圆偏振光所激发的自旋转移；铁磁材料向半导体的自旋极化注入；自旋filter效应所导致的自旋极化等等。 [1] FIEDERLING R,REUSCHER G,OSSAU W,et al.Injection and detection of a spin-polarized current in a light-emitting diode[J].Nature,1999,402:787 [2]OHNO Y,YOUNG D K,BESCHOTEN B,et al. Electrical spin injection in a ferromagnetic semiconductor heterostructure[J].Nature,2000,402:790 [3] Rashba E I．Theory of electrical spin injection: Tunnel contacts as a solution of the conductivity mismatch problem.Phys Rev B，2000，62：R16267 [4] Hammar P R，Johnson M．Potentiometric measurements of the spin-split subbands in a two-dimensional electron gas.Phys Rev B，2000，61：7207 [5]鲁楠，刘之景.自旋电子学研究的最新进展. 2010年微纳电子技术第47卷第1期11 [6] HANBICKI A T，KIOSEOGLOU G，HOLUB M A，et a1．Electrical spin injection

量子点的制备方法

量子点的制备方法综述及展望来源:https://www.360docs.net/doc/b35504411.html, 1．前言在最近的几十年里，量子点（QDs）即半导体纳米晶体（NCs）由于具有独特的电子和发光性质以及量子点在生物标记,发光二极管，激光和太阳能电池等领域的应用成为大家关注的焦点。中国硕士论文网提供大量免费英语论文。量子点尺寸大约为1-10 纳米，它的尺寸和形状可以精确的通过反应时间、温度、配体来控制。当量子点尺寸小于它的波尔半径的时候，量子点的连续能级开始分离，它的值最终由它的尺寸决定。随着量子点的尺寸变小，它的能隙增加，导致发射峰位置蓝移。由于这种量子限域效应，我们称它为“量子点”。1998 年 , Alivisatos和 Nie 两个研究小组首次解决了量子点作为生物探针的生物相容性问题, 他们利用MPA 将量子点从氯仿转移到水溶液，标志着量子点的生物应用的时代的到来。目前，量子点最引人瞩目的的应用领域之一就是在生物体系中做荧光探针。与传统的有机染料相比，量子点具有无法比拟的发光性能，比如尺寸可调的荧光发射，窄且对称的发射光谱宽且连续的吸收光谱，极好的光稳定性。通过调节不同的尺寸，可以获得不同发射波长的量子点。窄且对称的荧光发射使量子点成为一种理想的多色标记的材料。由于宽且连续的吸收光谱，用一个激光源就可以同时激发一系列波长不同荧光量子点量子点良好的光稳定性使它能够很好的应用于组织成像等。硕士网为你提供计算机硕士论文。量子点集中以上诸多优点是十分难得的，因此这就要求我们制备出宽吸收带，窄且对称的发射峰，高的量子产率稳定和良好生物兼容性的稳定量子点。现在用作荧光探针的量子点主要有单核量子点（CdSe，CdTe，CdS）和核壳式量子点（CdSe/ZnS[39], CdSe/ZnSe[40]）。量子点的制备方法主要分为在水相体系中合成和在有机相体系中合成。本文主要以制备量子点的结构及合成方法为主线分为两部分：第一部分综述了近十几年量子点在有机相中的制备方法的演变历程，重点包括前体的选择，操作条件和合成量子点结构。第二部分介绍了近十几年量子点在水相中制备方法的改进历程，重点包括保护剂的选择及水热法及微波辅助法合成方法。 2．在有机体系中制备在有机相中制备量子点主要采用有机金属法，有机金属法是在高沸点的有机溶剂中利用前躯体热解制备量子点的方法，即将有机金属前躯体溶液注射进250～300℃的配体溶液中，前躯体在高温条件下迅速热解并成核，晶核缓慢生长成为纳米晶粒。通过配体的吸附作用阻滞晶核生长，并稳定存在于溶剂中。配体所采用的前躯体主要为烷基金属（如二甲基隔）和烷基非金属（如二-三甲基硅烷基硒）化合物，主配体为三辛基氧化膦（TOPO），溶剂兼次配体为三辛基膦（TOP）。这种方法制备量子点，具有

Cr_2O_3基反铁磁异质结中自旋输运的研究

Cr_2O_3基反铁磁异质结中自旋输运的研究反铁磁自旋电子学,简单来说就是自旋电子学在反铁磁材料中的应用,这一研究方向越来越受到人们的重视,并且已经有很多新奇的自旋电子学相关现象陆续在反铁磁材料中被发现。Cr2O3是最早被研究的一种磁电耦合材料,而它同时也是一种G型反铁磁材料,其奈尔温度为307K,略高于室温。虽然迄今为止关于Cr2O3在自旋电子学领域的尝试还凤毛麟角,但是其独特的反铁磁结构特征值得人们进行相关的探索和深入的研究。本论文通过脉冲激光沉积的生长方式制备了外延的Cr2O3薄膜,在此基础上我们将其与非磁性重金属结合,探究自旋霍尔磁电阻的信号产生机制,并与反常霍尔效应做对比,研究两者之间的内在联系。最后,我们构筑了Cr2O3基垂直磁各向异性体系,研究了不同磁结构下的 Cr2O3对于自旋轨道力矩的影响,并且成功实现了在无外磁场辅助下的自旋轨道力矩翻转磁性薄膜的磁化方向。本论文的主要研究内容包括:(1)采用脉冲激光沉积的方式外延生长了(0001)取向的Cr2O3薄膜,并通过结构和磁性表征证实了 Cr2O3的反铁磁性。此外,我们制备了Cr2O3/W异质结,通过电学测试得到了 0.1%的磁电阻比值,并且根据转角磁电阻的信号特征,排除了各向异性磁电阻的影响,证实了自旋霍尔磁电阻在Cr2O3/W体系中的存在。最后,通过对比不同质量的Cr2O3薄膜,研究了界面质量对于自旋霍尔磁电阻效应的影响规律。 (2)利用脉冲激光沉积和磁控溅射制备了外延的Cr2O3/Ta异质结,观察了体系的自旋霍尔磁电阻和反常霍尔效应。通过对比两种效应随温度的变化趋势,根据二者各自的产生机理,我们认为反常霍尔效应在界面产生的自旋积累以自旋流

长距离输水管的要求

长距离输水管的要求（水利方面）一、管材及接口输水干管穿越公路时，管道水平及垂直转弯段弯管为钢管，其余采用顶应力筋混凝土管．橡胶圈柔性接口。预应力混凝土管0+000—9+000选用0.8MPa,其余均采用0.6MPa。阀门附件与管道采用法兰连接。管道水平、垂直转弯处设置支墩，镇墩，硷采用c15 。二、施工放线施工单位以建设单位移交的控制桩及桩号、水准桩及桩号为依据，进行管道轴线的定位放线，校对轴线高程及管线长度，遇弯道处测出实际管轴线转角，经建设单位和设计单位验线后方可开挖．分区段的定位放线必须要控制轴线、高程的准确和统一，自检、复检合格后方可进行下一道工序。三、基槽开挖基槽按设计断面开挖，以区段内设计管道中心线，基底高程为控制，不允许超挖。如出现超挖，应用与基料土相同的土料回填，并夯实至原土95%以上密实度．本设计管道直接座于原土上，要求管基包角为120 度，如有间隙，可有粗沙垫实．可采用机械挖土，但应在设计基底上留有200mm以上的保护层，管道按装前人工清理并夯实至设计标高，并保证原状土层不被扰动。管基包角及承口部位应局部挖成槽坑。坑深度及大小应．与承口外形相适应。施工中如出现土质差异较大或遇有淤泥等异常悄况。应及时报告建设单位和设计单位．进行基础处理后方可进行下一道施工工序。管道穿越建筑物时，由方工草位、建设单位和设计单位现场处理。雨季及有地下水情况时，应有降排水措施，基坑内不允许有积水，以达到干燥施工。遇有水沟、河道、卤渠或地下水位较高情况时，据现场情况由建设单位、设计单位和施工单位三方现场确定排水降水方案及基础处理措施。四，管道安装管道安装要求按反水流方向自下而上及承口向前的原则进行施工．管道安装前应清除管道表面浮土和各种杂物，进行外观标志的复查，清理承口、插口工作面及密封圈上粘连的杂物。管道的起吊及移动应缓且平稳，为防止碰坏承插口，待管道插口移至已装承口前300mm时，应用方木支在两管之间。对口时，应使插口端与承口端保持平行．并便两端面圆周圈间隙大致相同，嵌入硬木塞，以控制间隙的改变，管道安装可使用内拉或外拉等方法。每节管子安装完成后，立即用专用的量具从管壁内侧的对口间隙处检查密封

量子点在生物标记中的应用

量子点在生物标记中的应用【摘要】：生物医学检测领域，荧光标记分子是研究抗原-抗体，DNA链段、酶与底物等分子间相互作用的重要研究工具。荧光量子点作为一种新型荧光纳米材料，具有量子效率高，摩尔消光系数大，光稳定性好，可控的荧光发射波长和宽的荧光激发波长范围等优异的光学性能，因而在生物分析，检测等领域得到广泛应用。前言纳米量子点是准零维材料。当颗粒尺寸和电子的德布罗意波长相比拟的时候，尺寸限域将引起尺寸效应，小尺寸效应和宏观量子隧道效应，从而展现出不同于宏观材料的光学性质。 [1]由于其独特的发光性质，量子点在医学生物芯片，药物和基因载体、以及生物化学分析、疾病的诊断与治疗等方面的应用得到的广泛的关注。与传统荧光染料相比，量子点存在以下优点：[2] （1）量子点的发射光谱可以通过改变量子点的尺寸大小来控制。通过改变量子点的尺寸和它的化学组成可以使其发射光谱覆盖整个可见光区。而传统的邮寄荧光染料激发光谱窄，发射光谱很宽。激发光谱窄导致每一个不同的荧光染料必须使用一种特定的激发波长来激发，限制了使用有机荧光染料作为荧光探针进行多色标记。而且其荧光发射峰的半峰宽很宽，导致不同波长的有机荧光染料的发射峰彼此重叠，大大限制了可以同时使用的荧光探针的数量。（2）量子点具有良好的光稳定性，量子点的荧光强度比最常用的邮寄荧光材料“罗丹明6G”高20倍，稳定性是100倍以上，因此，量子点可以对标记的物体进行长时间的观察。有机荧光染料的荧光稳定性不好，见光极易分解，产生光漂白现象，导致量子产率下降，对检测过程造成影响。（3）量子点具有宽的激发谱和窄的发射谱。使用同一激发光源就可实现对不同粒径的量子点进行同步检测，因而可用于多色标记，极大地促进了荧光标记在生物钟的应用。（4）量子点具有较大的斯托克斯位移。可以避免发射光谱和激发光谱的重叠，有利于荧光光谱信号的检测。（5）生物相容性好。量子点经过化学修饰之后，对细胞毒性低，对生物危害小，可进行生物活体标记和检测。（6）量子点的荧光寿命长。有机荧光燃料的寿命一般为几纳秒，而量子点的荧光寿命可持续数十纳秒。这使得当光激发后，大多数的自发荧光已经衰变，但量子点荧光仍然存在，此时即可得到无背景干扰的荧光信号。量子点进行生物标记的基础 1、量子点与生物分子的偶联[3] 量子点和生物分子的偶联是将量子点应用到生物领域的基础，生物分子可以通过各种作用力，如静电吸附，共价偶联，配位键和生物特异性吸附等，与量子点得到生物功能化的量