A tunable diode based on an inorganic Semiconductor&cjs3539;Conjugated polymer interface

Although in principle semiconductor-metal (Schottky) diodes should be tunable by changing the work function of the metal, such flexibility cannot be achieved in a single device and in practice is often limited by interfacial states that cause Fermi-level pinning. A tunable diode is reported based on a hybrid inorganic-organic, n-indium phosphide&cjs3539;poly- (pyrrole)&cjs3539;nonaqueous electrolyte architecture. By electrochemically manipulating the work function of the conjugated polymer poly(pyrrole), the turn-on voltage (more precisely, the forward bias potential required to pass a particular current) of the diode can be continuously and actively tuned by more than 0.6 volt. The work highlights a distinguishing feature of conjugated polymers relative to more traditional semiconductor materials, namely, the ability of dopant ions to permeate conjugated polymers, thereby enabling electrochemical manipulation.     

有机发光器件中空穴注入对负电容的影响

对不同结构的有机发光器件(OLED)进行了电容-电压(C-V)特性测量,研究了不同空穴注入结构对OLED负电容的影响。结果表明,负电容的产生与OLED内部电场的分布有着密切的关系,负电容开始出现的频率与电压的平方根呈指数关系。与超薄的单层空穴注入层相比,掺杂的空穴注入层不仅能降低器件的驱动电压,而且其载流子传输特性和出现负电容时的初始电压对频率有着更强的依赖性。     

发光二极管(LED)光质对金秋砂糖橘幼苗生长发育和光合特性的影响

为阐明不同发光二极管(LED)光质对金秋砂糖橘生长发育和光合特性的影响,以金秋砂糖橘容器苗为试验材料,设置LED红光(R)、蓝光(B)、红蓝复合光(RB11、RB21、RB41、RB81)共6种光质处理,并以LED白光(W)为对照组.处理2个月后研究新梢茎叶形态、生物量、光合色素含量和光合特征参数变化,并对相关指标进行...     

不同发光二极管(LED)光质对辣椒(Capsicum annum L.)采后品质的影响

为探究不同LED光质对辣椒采后果实品质的影响,以黑暗处理为对照,采用LED白光、红光和蓝光分别对辣椒(Capsicum annum L.)P1833的采后果实进行处理,并对果实质量和硬度、辣椒素类物质、维生素C、氨基酸含量等商品性和风味营养指标进行了测定和比较分析。结果表明,与对照相比,LED白光处理可显著降低辣椒果实中的辣椒素类物质含量,提高叶绿素含量(P<0.05);LED红光处理的辣椒果实质量和硬度与对照相比无显著差异,蛋白质和维生素C含量显著高于对照(P<0.05);LED蓝光处理果实辣椒素类物质含量显著低于对照,显著高于LED白光和红光处理,维生素C含量显著高于对照和白光处理(P<0.05)。此外,LED蓝光处理辣椒果实中的总氨基酸、人体必需氨基酸、儿童必需氨基酸、鲜味氨基酸含量均达到或接近对照的2倍,且人体必需氨基酸营养价值质量分数明显高于对照和其他光质处理。综上,LED白光能够延缓辣椒果实褪绿,LED红光可保持果实商品性,LED蓝光在增加果实氨基酸营养价值方面具有重要调控作用。     

Quantum register based on individual electronic and nuclear spin qubits in diamond

The key challenge in experimental quantum information science is to identify isolated quantum mechanical systems with long coherence times that can be manipulated and coupled together in a scalable fashion. We describe the coherent manipulation of an individual electron spin and nearby individual nuclear spins to create a controllable quantum register. Using optical and microwave radiation to control an electron spin associated with the nitrogen vacancy (NV) color center in diamond, we demonstrated robust initialization of electron and nuclear spin quantum bits (qubits) and transfer of arbitrary quantum states between them at room temperature. Moreover, nuclear spin qubits could be well isolated from the electron spin, even during optical polarization and measurement of the electronic state. Finally, coherent interactions between individual nuclear spin qubits were observed and their excellent coherence properties were demonstrated. These registers can be used as a basis for scalable, optically coupled quantum information systems.     

基于Hyperion数据的耕地土壤有机质含量遥感反演

为了探究耕地土壤有机质含量与卫星影像光谱间的关系,确定土壤有机质的光谱特征,构建土壤有机质含量反演模型.利用Hyperion高光谱卫星影像和福建省三明市80个土壤调查样点分析数据,对土壤有机质与光谱指数相关性进行了分析;在提取特征光谱指数的基础上,分别基于敏感波段和特征指数建立线性模型和多元逐步回归模型.结果表明:土壤有机质含量在Hyperion高光谱782.95~813.48 nm波段具有良好的响应能力;反射率的一阶导数所建立的模型拟合效果最优,其R2为0.777,RMSE为5.31,验证模型有机质实测值与预测值的R2为0.809,表明它能够用于区域有机质含量的快速测定.     

基于ANSYS的内燃机气门控制装置的动力学分析

介绍了一种新型内燃机气门开缸控制装置,可实现分缸断油、自动减压起动。为验证其可靠性,以在6135型柴油机上加装的控制装置为例,利用ANSYS软件对压板进行了瞬态动力学分析、模态分析和谐响应分析。分析了压板的应力、变形、固有频率以及对振动激励载荷的响应情况并进行了优化,分析结果表明将压板拐角处圆角半径增大至15 mm可提高压板刚度,提高固有频率,使第1阶固有频率提升了16.05%,第1阶响应频率由90Hz提升至110 Hz有利于避开共振,同时对静载荷和冲击载荷的承受情况均有明显改善,稳定后的应力数值降低了43%,冲击造成的摆动幅值下降了29.6%,稳定时间下降了14.28%,有利于气门控制装置可靠性的提高。     

基于K-Spice与SPS的单管泵阀模型PID控制

管道的控制系统是油气管道建设必不可少的部分,对其进行仿真模拟具有重要的工程指导意义。通过K-Spice 软件建立单管泵阀模型,在模型上加入PID 控制进行仿真,同时在SPS 软件上进行相同的单管泵阀模型的PID 控制仿真。通过二者的仿真结果对比分析,验证了K-Spice 软件在模型控制仿真方面的可行性与优异性。K-Spice 软件的PID 控制模型仿真结果较为理想,且更方便、合理,可为后续使用K-Spice 软件进行更复杂的管网系统模型控制仿真提供支持。     

基于反问题理论的油库管道阀门控制方案

目前,油库管道阀门进行现场操作时大多结合工程经验与SCADA数据进行试探性调节,具有一定的盲目性,阀门调节时间长、风险大。为了制定压头约束下油库管道复杂水力系统中阀门的调节方案,根据油库管道系统的通用物理模型,结合水力瞬变相关理论,建立阀门调节过程的数学模型,并根据实际工况,确定对应的定解条件。结合有限差分法和空间特征线法,针对存在变径点、泵、阀等元件的复杂油库发油管路系统,基于反问题相关理论,求解压头约束下以调节时间最短为目标的阀门控制方案,从而为复杂水力系统中阀门的控制优化提供借鉴。(图6,表3,参20)     

基于电子自旋共振(ESR)技术检测辐照玫瑰花茶

研究玫瑰花茶经60Co-γ射线不同剂量辐照诱导的电子自旋共振(ESR)波谱特征、辐照剂量与信号强度、贮存时间与峰值之间的相互关系.结果表明:辐照前后ESR波谱峰值有明显差异,ESR信号强度随辐照样品吸收剂量的增加而增强,随贮存时间的增加而减弱,且呈线性相关;样品在室温下保存120 d,ESR信号强度虽逐渐减弱,但信号不会消失.据此可以判别区分辐照与未辐照的玫瑰花茶样品.     

基于脂肪酸差异的有机猪肉溯源识别研究

有机猪肉的真假鉴别是优质农产品质量安全监管的难点.利用脂肪酸作为表征因子,对有机猪肉的真实性进行溯源识别的方法进行研究.利用气相色谱-氢火焰离子化检测器法测定了有机和普通猪肉中21种脂肪酸.样品用氯乙酰-甲醇甲酯化,正己烷提取,CP7420毛细管柱(100 m×O.25 mm,0.25 μm)分离,高纯氮作载气;单因素方差分析结果表明,21种脂肪酸含量中,C12:0、C15:0、C16:0、C16:1、C18:2n6t、C18:2n6c、C18:3(n3)、C20:1、C21:0、C20:3(n6)、C22:0、C20:5(n3)、C24:0、C24:1、C22:6(n3)有显著差异;利用SPSS软件分析原始数据,建立了有机猪肉溯源识别模型,作判别分析和交叉验证,有机猪肉的正确判别率达到了100％;同时利用Origin软件作有机和普通猪肉PCA图.结果表明有机猪肉能够有效溯源识别.     

基于SVR 和PLSR 的土壤有机质高光谱估测模型研究

【目的】探讨高光谱遥感数据不同预处理及不同估测算法下土壤有机质估测模型的优劣,为提高土壤有机质估测精度奠定基础。【方法】使用高光谱仪在室内条件下对土壤样品进行光谱测量,对光谱数据进行4种去噪处理(无去噪处理、Savitzky-Golay(S-G)平滑滤波去噪、小波包去噪以及S-G平滑与小波包结合去噪),然后对去噪后的光谱数据进行8种数据变换(原始光谱数据R、倒数1/R、对数log(R)、倒数对数log(1/R)、一阶导数R′、倒数一阶导数(1/R)′、对数一阶导数(log(R))′、倒数对数一阶导数(log(1/R))′),接着对变化后的光谱数据进行3种降维处理(无降维处理、敏感波段降维和主成分分析降维),最后运用支持向量回归法和偏最小二乘回归法分别建立SOM含量估测模型。【结果】研究中所涉及的各种数据预处理和估测算法中,小波包去噪、PCA降维、反射率倒数一阶导数(1/R)′光谱数据变换处理条件下,使用PLSR方法的估测模型精度最高、模型最稳定,可以较精确地估测吉林省伊通县SOM含量。【结论】合适的数据预处理,尤其是小波包去噪和PCA降维相结合,可有效改善光谱数据质量,提高SOM含量估测模型精度及稳定性。     

基于Matlab和地统计学的土壤有机质空间变异研究

以黑龙江省齐齐哈尔市甘南县东兴村为试验点,对土壤有机质进行常规统计及半方差分析。结果表明,球形模型为最佳拟合模型,该区有机质具有中等程度的空间相关性,并探讨了其空间变异特征,为该地精准农业的研究提供了一定的理论参考。     

基于有机元素含量的猪粪热值预测模型

探讨利用猪粪有机元素含量预测猪粪热值的可行性,建立基于C、H、N、S、O等5种有机元素含量的高、低位热值预测模型.采集了160个猪粪样品,利用EA3000型元素分析仪和IKA-C2000型氧弹量热仪分别测定其C、H、N、S、O元素的含量和高、低位热值.相关分析表明,C、H、N这3种元素的含量与热值之间存在极显著相关,而S、O这2种元素含量与热值之间的相关不显著;利用120个猪粪样品的测定结果,采用多元线性回归分析建立的基于C、H、N含量的热值预测模型可以较准确地利用碳、氢、氮预测猪粪热值,高位热值和低位热值预测模型的决定系数R2分别为0.836和0.785.用40个样品对热值模型进行外部验证,高位热值和低位热值均方根误差RMSE分别为621.31、620.85 J/g,相对均方根误差RRMSE分别为3.74％和4.06％.结果表明,多元线性回归法建立的基于有机元素含量的猪粪热值预测模型的预测结果较准确,利用猪粪的元素含量预测其热值是可行的.     

基于高通量测序的有机种植蔬菜地土壤微生物多样性分析

【目的】从微生物角度探究有机种植方式的优越性,揭示影响微生物群落多样性的环境因子,为建立合理的种植制度提供理论依据。【方法】以有机种植与常规种植方式的0~15和15~30 cm土壤为研究对象,采用高通量测序技术分析土壤微生物群落结构的差异,基于db RDA分析明确影响微生物群落结构的关键土壤环境因子。【结果】2种种植方式下土壤微生物的丰富度指数和多样性指数均以细菌高于真菌。有机种植表层0~15 cm土壤细菌和真菌群落的多样性、丰富度和物种的均匀度均较高,且与其他土层有显著差异(P<0.05,下同)。2种种植方式均表现为细菌以变形菌门、真菌以子囊菌门为优势菌门。有机种植方式显著提高细菌群落中放线菌门和绿弯菌门、真菌群落中担子菌门和球囊菌门的相对丰度,其中15~30 cm土层中放线菌门的相对丰度显著高于0~15 cm,而真菌2个菌门的相对丰度在不同土层间未表现出明显差别;常规种植则明显增加细菌中变形菌门和酸杆菌门及真菌中被胞菌门、壶菌门和捕虫霉门的相对丰度。有机种植能增加土壤中Haliangium和Mortierella等有益微生物类群的数量,常规种植则显著提升土传病害致病菌Ralstonia及植物病原菌Fusarium、Colletotrichum的数量和丰度。dbRDA分析表明,土壤环境因子对细菌群落的影响依次为全氮>全磷>有机质>pH>全钾,土壤环境因子对真菌群落的影响依次为全氮>全磷>pH>有机质>全钾。pH、有机质、全氮和全磷是显著影响土壤微生物群落结构的关键因子。【结论】不同土层起核心作用的微生物群落存在明显差异;有机种植能增加土壤中有益微生物菌群的丰度,降低土传病害及致病微生物的丰度。土壤全氮、全磷、有机质和p H是影响微生物群落结构的主要驱动因子。     

基于稳定同位素特征与土壤性质的有机茶身份辨识研究

为探究云南普洱地区有机茶身份辨识特征,完善高原有机茶身份辨识技术,选取云南省普洱市的5个代表性有机种植认证茶园（ZX、LS、CYT、YS、HL）和相邻的5个常规茶园（C-1、C-2、C-3、C-4、C-5）,采集300余份茶叶和土壤样本,结合稳定同位素比例质谱仪、元素分析仪等测定茶叶和土壤的δ¹⁵N丰度、δ¹³C丰度、全氮、全碳、有机碳、碱解氮等指标,通过因子分析和判别分析的方法构建了有机茶叶同位素-土壤性质判别模型,并使用Holdout法进行验证。结果表明：不同茶园有机茶叶与相邻常规茶叶相比未表现出一致的δ¹⁵N,δ¹³C值差异规律,因此,使用单一稳定同位素因子难以鉴别有机茶。通过进一步对茶叶和土壤性质进行因子分析,筛选出6个适合判别的特征向量,构建了基于同位素特征和土壤性质的多元有机判别模型,其判别函数方程为：y=-0.081（茶叶δ¹⁵N）＋0.819（茶叶δ¹³C）＋0.093（土壤全氮）＋2.117（土壤全碳）－0.155（土壤有机碳）＋2.870（土壤pH）＋4.232,y<0.5为常规茶,判别准确度为92.3%。综上,基于同位素特征值和土壤性质参数指标构建的多元有机判别模型可实现云南省普洱市高原有机茶身份的准确判别。     

基于DNDC模型的玉米田土壤有机碳变化模拟预测

为揭示有机碳变化的关键影响因素并为北京地区实现固碳减排目标提供科学依据,利用北京怀柔区前桥梓村玉米田2016-2019年土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）实测数据对反硝化-分解模型（denitrification-decomposition model,DNDC）进行验证,选取气候、土壤及秸秆还田等主要影响因子对验证后的DNDC模型进行敏感性分析,模拟了2种典型浓度路径（RCP8.5、RCP4.5）下该农田未来（至2100年）土壤有机碳变化情况。结果显示：经过校验后的DNDC模型可较好地模拟该玉米田SOC变化;初始有机碳含量及秸秆还田率是SOC变化的主要影响因素;RCP8.5及RCP4.5下SOC含量增加明显,土壤碳库在2100年达到平衡,2100年有机碳含量分别达到27.70、29.03 g/kg,分别较初始有机碳含量上升197.85%和212.15%。结果表明,DNDC模型可用于该研究区玉米田有机碳变化预测,该农田持续采用当前施肥和秸秆还田管理方式可实现土壤持续固碳。     

基于最小限制水分范围评价不同耕作方式对土壤有机碳的影响

以2009年吉林省德惠市中层黑土上进行了8a的田间定位试验小区土壤为研究对象,对免耕和秋翻两种耕作方式及玉米-大豆轮作和玉米连作两种种植方式下耕层有机碳进行分析,分别采用加权平均和分层两种方法计算最小限制水分范围(LLWR),用其评价不同耕作方式对土壤有机碳的影响.结果表明,免耕在玉米-大豆轮作和玉米连作下0-5 cm土壤有机碳含量分别比秋翻增加了15.2％和11.5％ (P＜0.05).采用加权平均法计算的LLWR值为0.148-0.166 cm3/cm3,不同耕作方式下玉米-大豆轮作的LLWR高于玉米连作且在两种种植方式下均表现出免耕小于秋翻的特点;利用分层法计算得到的LLWR值介于0.130-0.173 cm3/cm3之间,玉米-大豆轮作和玉米连作下免耕0-5 cm LLWR均显著小于秋翻,而5-30 cm LLWR数值免耕大于秋翻(P＞0.05);玉米-大豆轮作下0-30 cm各层LLWR均高于玉米连作.由于LLWR可以评价不同耕作方式对土壤有机碳的影响,因此采用加权平均法计算的LLWR可以客观的反映不同耕作处理尤其是种植方式对土壤有机碳的影响;而采用分层法计算的LLWR则更清晰的刻画了土壤表层与亚表层固碳能力的差异.     

基于CWT-RF模型估算博斯腾湖湖滨绿洲土壤有机碳含量

为实现博斯腾湖湖滨绿洲土壤有机碳含量的快速估算,结合实测的土壤高光谱数据与土壤有机碳数据,通过连续小波变换(CWT)进行土壤光谱数据预处理,利用相关系数法(CC)、连续投影算法(SPA)、竞争自适应重加权采样(CARS)、遗传算法(GA)筛选的特征波段作为建模输入量,构建随机森林(RF)模型。结果表明：研究区土壤有机碳含量平均值随土层深度增加由12.36 g/kg降低至10.49 g/kg,变异系数平均值为69.62%,空间异质性较强;CWT变换可以有效提高不同土层深度土壤有机碳含量与光谱反射率间的相关性,不同土层深度相关系数均值平均提升约22.41%;光谱数据经过CWT变换构建的模型精度明显提升,RF模型验证集R²与RPD分别平均提高7.09%、10.06%。CC、CARS、SPA、GA方法能消除光谱信息冗余,有效降低CWT-RF模型的输入量与RMSE值,土层深度0～20、20～40、40～60和60～80 cm筛选的特征波段平均压缩至全波段数目分别为8.51%、5.38%、2.21%和3.67%;RMSE值分别平均降低111.67%、135.61%、12.25...     

基于表层土壤光谱的耕层土壤有机质间接估测

为解决遥感技术在监测耕层土壤有机质方面的应用问题,利用表层土壤光谱对耕层土壤有机质含量进行估测。以山东省济南市章丘区的表层、耕层各76个土壤样本为研究对象,首先对表层光谱数据进行小波变换去噪、剔除异常样本等处理,然后对处理后的光谱反射率进行一阶微分等10种数学变换,在对数倒数一阶微分和对数一阶微分变换后的反射率数据中选取43个与土壤有机质含量相关系数较高的波段,通过主成分分析以累计贡献率大于90%的标准选取5个主成分作为反演因子,利用BP神经网络(BPNN)、支持向量机回归(SVR)和多元线性回归(MLR)方法建立耕层土壤有机质含量间接估测模型。结果表明,耕层土壤与表层土壤有机质含量之间决定系数R~2达到0.839,显著性P0.01,存在着较强的相关性BPN估测模型的精度最优,决定系数R~2为0.845,平均相对误差为7.642%,RMSE分别为1.622g·kg~(-1)。研究表明,利用表层土壤光谱信息间接估测耕层有机质含量是可行有效的,为耕层土壤有机质的估测问题提供了一种新思路。