本文基于密度泛函理论研究了扶手椅型碳化硅纳米管(SiCNT)的电子结构、成键机制以及其光学性质。研究结果表明: 当碳和硅的原子比为1∶1时, SiCNT的结构最为稳定, 并且表现出诸多的优良性质。通过分析计算结果我们发现, SiCNT是间接带隙材料, 并且管子的带隙随着直径的增加而增加。从SiCNT的轨道图谱中我们看到碳和硅原子之间属于sp2 杂化, 同时硅原子周围的电子密度明显要低于碳原子周围的电子密度。对能态密度的计算我们得知碳原子和硅原子分别主导价带和导带。与其它纳米管(BN)有所不同, SiCNT的光学性质更接近于各向同性材料。

本文采用脉冲激光沉积(PLD)方法在熔石英衬底上制备了Sr0.75Ba0.25Nb2O6(SBN0.75)光波导薄膜, 采用Hitachi U-3410紫外－可见分光光度计对SBN0.75薄膜的透射谱进行测量, 编程计算得到了薄膜折射率色散关系, 同时得到SBN0.75薄膜的厚度和光学带隙分别为647.0 nm和3.97 eV。采用Metricon 2010棱镜耦合仪测量得到SBN0.75光波导薄膜中能激发的TE模式有4个, TM模式有3个。波长在632.8 nm处薄膜的折射率为2.2818。并利用透射谱计算得出的薄膜的折射率和厚度值, 根据波导理论导光模本征值的有效折射率表达式, 对SBN0.75薄膜中能激发的导光模个数及其对应有效折射率进行图解, 其结果与棱镜耦合仪所测得的结果非常吻合。

针对后向动态光散射高浓度颗粒测量中样品池产生的影响, 本文对负球差进行了分析, 提出了采用ZEMAX确定聚焦透镜的光学参数校正球差的方案, 对由于样品池表面反射引起的二次散射进行计算, 提出了削弱二次散射的方法。

噪声是始终存在于动态光散射实验的整个测量过程中, 噪声的大小直接影响测量系统的信噪比大小与测量结果的准确性。根据噪声产生的物理原因, 将动态光散射实验中的噪声分为外部环境噪声和设备内部噪声两大类。为了最大限度的降低噪声提高测量的准确性, 在详细探讨影响动态光散射粒度测量实验中各种噪声的来源的基础上, 分析了噪声对实验结果的影响, 并提出相应解决的办法。

脉冲Nd∶YAG四倍频激光(266 nm)泵浦D2的受激拉曼散射第二级斯托克斯光(316.39 nm)用作O3差分吸收激光雷达的λoff。为研究 D2的受激拉曼散射效应和定量解释其物理机制作了一系列的实验。通过调节泵浦能量和气体压强, 得到了各级散射光的能量转换效率, 找到了第二级斯托克斯光的优化条件。

半波孔现象的出现会极大地影响短波通截止滤光片的光谱性能, 已有文献报道膜料色散、膜层折射率非均匀性以及膜厚控制误差积累等是产生半波孔现象的几个可能因素。本文通过模拟计算发现膜层间的相互渗透也是产生半波孔现象的重要原因之一, 分析表明不同的渗透模式对半波孔现象的形成及大小具有不同的影响。

应用显微拉曼技术对弛豫型铁电体0.67 PbMg1/3Nb2/3O3-0.33 PbTiO3 (0.67 PMN-0.33 PT)的偏振拉曼光谱随温度变化的研究表明, 在-196 到 600 °C温度范围内0.67 PMN-0.33 PT存在两次相变: 三方到四方(R-T)相变和四方到立方(T-C)相变。R-T相变的特征是106 cm-1软模(-196°C时) 随温度的升高而湮没到80 cm-1“静态”模式中。依照群论分析, 0.67 PMN-0.33 PT的80 cm-1 和 106 cm-1 (-196 ℃时)两个模式分别为E(1TO) 和 A1(1TO)模。文章对三方相的对称结构(C3v点群)在背向散射配置下不同偏振方向的拉曼散射效率进行了计算。计算结果表明晶体中的A1(1TO) 和E(1TO)模式能够通过使用不同的散射配置进行识别。理论计算和实验结果相比较得到了很好的吻合。

本文通过对二氧化钛纳米晶在-190 ℃温度的低温拉曼光谱的研究, 得到了在二氧化钛纳米晶聚集体中, 可以发生锐钛矿到板钛矿然后到金红石和/或直接到金红石的相变；也可发生板钛矿到锐钛矿然后到金红石和/或直接到金红石的相变。

采用高温固相合成法制备Ba5-xLaxTixNb4-xO15和Ba5-xLaxTixTa4-xO15(x=1,2,3)陶瓷, 通过XRD、Raman测试方法表征其结构, 并测试其微波介电性能。拉曼光谱显示: 两体系中［NbO6］/［TaO6］氧八面体的A1g(O)模都随着x的增加向低波数移动, 此模在铌酸盐体系中强度逐渐升高, 在钽酸盐体系中峰劈裂加剧。介电性能结果显示: Nb/Ta体系样品的Q×f值随x增加而增加。因此: 随La3+, Ti4+取代量的增加, B位阳离子的结构有序度逐渐增加, Q×f值也随之增加, 这都与［NbO6］ /［TaO6］的伸缩振动频率A1g(O)的变化有关。

本文从理论和实验两方面研究了显微Raman光谱测量中, 激光功率对单晶硅样品测量的影响。由于显微Raman光谱仪对激光的聚焦作用, 使得激光对不同厚度的样品具有微区加热作用, 被测样品产生不同程度的温升, 从而对显微Raman光谱仪在硅材料应力和温度的测量中产生影响。实验结果证明, 对无限厚硅样品, 20 mW的激光使Raman频移达到0.15 cm-1；而对2 μm厚的热薄硅样品, 26 mW的激光使Raman频移达到4.47 cm-1。

使用显微拉曼散射技术观察了用脉冲激光沉积方法(PLD)在不同的生长条件下制备的BiFeO3薄膜的拉曼光谱, 并且研究了薄膜的结构以及不同的生长条件对薄膜的结构和微结构的影响。与BiFeO3粉末的拉曼光谱比较, 我们发现在N2 气氛中, 在LaNiO3 缓冲层上沉积的BiFeO3薄膜具有单一的三方相和最完整的晶格结构。

为了对甲醛的浓度进行快速、准确的测定, 研究了甲醛的激光拉曼光谱激发机理, 并对采集的标本进行了检测, 并对结果进行了分析和论证。该方法不需辅助试剂, 直接测量甲醛分子振动产生的拉曼光谱, 根据甲醛特征谱的峰值, 确定甲醛的浓度。得到一种低成本、快捷的甲醛浓度检测方法。

利用激光烧蚀方法在水中制备了金核银壳层纳米颗粒胶体,发现这种复合胶体的等离子体振动吸收峰频率会随着激光烧蚀时间的不同而发生改变。利用等离子杂化理论定性解释了共振吸收峰可调谐的物理机制.

制备了60ZnO-(40-x)B2O3-xSiO2:Tb3+(x=0,10,20)玻璃, 测量了红外吸收光谱, 分析了玻璃的结构。由于在700 cm-1出现较强的振动峰, 说明在此硼酸盐玻璃形成了五硼酸盐。硼硅酸盐玻璃中存在着的偏硼酸盐结构,即一个硼氧四面体和四个硼氧三角体连接成五硼酸盐结构基团,并进一步成为无穷链状结构。测量并分析了样品的发射光谱, 结果显示玻璃能发出强的绿光(543 nm),归属于 Tb3+的5D4->7F5的跃迁, 随Si含量的增加, 发光强度降低。

鉴于光合作用对人类生存和发展的极其重要的地位, 本文选取其关键载体——叶绿素进行其光谱的分析研究。在理论分析的基础上, 使用WGD-8A型多功能组合光谱仪测量并分析了叶绿素的紫外吸收特性。结合实验结果和前人的研究成果, 得出叶绿素在紫外波段281 nm和312 nm处有较强的吸收峰, 紫外线对于光合作用有促进作用的结论, 并提供了一种测量叶绿素含量的方法。

随着拉曼光谱议的不断发展, 尤其是便携式拉曼光谱仪的普及, 与其配套的各种拉曼数据库的建立是十分重要的。目前大多数实验室都依赖进口仪器及其相应的数据库。因此建立我国自己的拉曼数据库具有重要的意义。本文采用目前最先进的数据库软件平台, 构建了大型拉曼光谱数据库。本数据库包括宝玉石及其填充物、原生矿物、毒品, 农药, 打印复印墨迹、化学药剂等数个子数据库, 总计有数千条图谱及数据信息。可以通过中文名称、英文名称、化学式、特征峰等多种方式进行查询。系统具有智能化的信息查询模块, 并且支持模糊查询。根据最强的三个特征峰值进行搜索, 是其区别其他数据库的显著特点。在特征峰搜索模式中, 通过依次输入拉曼图谱中的最强特征峰值, 经过几次比对和确认可以显示出满足搜索条件的图谱, 最终逼近真实结果。操作人员只需经过简单的培训, 使用较低硬件配置的计算机, 就能够在几秒钟内根据实际测得拉曼图谱, 从数据库中查找出与其匹配的信息, 从而快速准确的鉴定出其构成与或所属矿物。本数据库在功能上可以不断扩展, 包含的数据信息可以不断扩充。该数据库可广泛应用于公安法学, 宝玉石真伪, 化学分析等各种物相鉴定领域。

通过相关实验和米氏理论计算研究了SiO2@PPy纳米复合微粒的紫外吸收光谱, 讨论了二氧化硅核的尺寸、聚吡咯壳的厚度以及氧化程度等因素对纳米复合微粒紫外吸收性质的影响。

采用X射线荧光光谱分析方法(XRF), 对楚雄盆地不同地区的恐龙化石和围岩的元素成分进行对比研究。实验结果表明, 恐龙化石中的主元素含量的排序均是Ca、C、Si, 而围岩中则均为Si、C、Ca；在恐龙化石中有元素F和 As, 在围岩中不含F和 As；在化石和围岩中Pb元素的含量均较低。其次, 通过对禄丰恐龙山的两组化石和围岩元素含量的对比分析, 推知恐龙山所处地层可能发生过断裂和错位的地壳变动。实验还发现, 武定、牟定和元谋的化石中的微量元素含量具有共同的特点, 即元素砷(As)含量略高, 钡(Ba)的含量高异常和锌(Zn)含量低异常, 有可能是导致这三个地方恐龙动物群的死亡原因之一。

测量都市上空气溶胶浓度分布的最方便方法是水平米散射激光雷达。因激光雷达是主动遥感监测系统, 其测量距离可达到几公里, 而且具有高时空分辨率的特点。同时, 其设计也可以达到激光安全标准。本研究所用的激光雷达系统是安装在海拔118米高的山上。在观测时可以测量稠密市区上空的气溶胶分布与及监察从发电厂排放出的微粒。本文介绍这激光雷达系统的设计及激光雷达反演的方法。会对激光雷达量度的消光系数与大气监测的可悬浮粒子浓度之间的相关性进行考证。

通过改进Lee和Meisel法, 制备了两种银胶。以三聚氰胺分子为探针分子, 银胶为SERS基底, 使用便携式拉曼光谱仪进行拉曼测试。拉曼光谱表明银纳米粒子和三聚氰胺发生的吸附作用明显, 三聚氰胺的四个较强振动峰有4~9 cm-1的频移和强度比变化较大。由于SERS基底的表面增强作用, 三聚氰胺的便携式拉曼光谱仪最小检测量达到了6×10-12 g, 实现了三聚氰胺的亚单分子层检测水平。该检测方法快捷、简便, 如果结合奶粉或食品中三聚氰胺的固相萃取技术, 将可以应用于三聚氰胺的现场、快速、半定量检测。