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中科院半导体所科技成果——基于TDLAS技术的气体传感器项目成熟阶段生长期项目来源公益行业（气象）专项资金成果简介基于可调谐二极管激光器吸收光谱技术（TDLAS）的气体传感器，是结合光电子学，光谱学，以及微弱信号处理等高新技术的气体传感器系统。
该设备与传统的气体传感器装置（电化学法，气象色谱法，吸附法）相比具有更高的灵敏度，更精确的测量数据，更快的响应速度，以及在线实时测量等特点。
通过内建程序及显示屏，可以实时显示当前的待测气体浓度，以及各测量量随时间变化的曲线。
标准的RS232通信接口可以方便的向上位机传输实时测量数据。
通过光纤和电缆的延伸，可以进行远端在线测试。
通过可更换的气室选择，完成不同环境下的测试任务。
并且我们可以根据客户的要求进行定制气体（H2O、NO、CH4、HF）的测试。
技术特点基于可调谐二极管激光吸收光谱技术，通过向待测气体发射特定波长的激光，并对穿过气体的激光信号进行解调，分析气体的组分和浓度。
利用光吸收技术进行气体浓度测试，不会对气体组分造成影响，并且响应速度很快，可以进行实时监测及数据采集。
通过延长的光纤和电缆，可以将传感器深入到人身无法达到的地方及环境，进行远程测试。
专利情况多项专利技术申请中，其中已授权1项。
市场分析根据我们目前的调研情况，目前能够很容易检测的气体包括H2O、NH3、NO、HF、HBr、HI、CH4，其中H2O和HF的检测灵敏度可以高达100个ppb，是目前同类型传感器中灵敏度最高的检测手段。
上述气体都是化工生产、气象监测、特种气体测量（如SF6中的水汽测量、矿井的瓦斯监测等），因此该类传感器具有非常广阔的应用前景。
另外，目前国家在环境监控非常重视，其中一些危险气体的检测缺乏体积小、灵敏度高、响应时间快的传感器技术，因此该技术还能在国家安全和环境控制方面发挥重要的作用。
合作方式技术入股产业化所需条件企业提供厂房、基础建设、资金、可靠性试验设备、人员配合。
中国扫描电子显微镜的发展历史1、1965年，中国科学院科学仪器厂设计研制我国第一台DX-2型透射式电子显微镜。
2、1975年，中国科学院科学仪器厂自行研制成功电子显微镜DX-3型，主要指标达当时国际先进水平。
1978年获全国科学大会一等奖。
3、1977年7月，上海新跃仪表厂完成SMDX-1P型微区分析扫描电镜。
4、1977年，中国科学院科学仪器厂研制成功X-3F双道X射线光谱仪。
与DX-3扫描电镜匹配，发展为DX-3A分析扫描电镜。
获1978～1979年中国科学院重大科技成果一等奖。
5、1978年，上海新跃仪表厂鉴定台式TSM-1型扫描电镜（30nm，17kV），获上海市重大科技成果奖及1983年国家经济委员会颁发的优秀新产品证书。
6、1979年，云南大学物理系自行设计研制的YWD-1A型扫描电镜。
7、1979年，江南光学仪器厂于完成DXS-1小型扫描电镜。
8、1980年，中国科学院科学仪器厂研制成功DX-5型扫描电镜，获中国科学院1986年科技进步奖。
9、1982年，上海第三分析仪器厂生产400型台式扫描电镜。
10、1983年，江南光学仪器厂完成DXS-X2 普及型分析扫描电镜。
获南京市科技进步二等奖。
11、1983年，中国科学院科学仪器厂从美国Amray公司引进微机控制、分辨本领6nm，功能齐全的Amray-1000B扫描电镜生产技术。
12、1985年，中国科学院科学仪器厂生产了KYKY-1000B 扫描电镜，共生产100台。
获1988年国家科技进步奖二等奖，并列为我国1979～1988年重大科技成果。
13、1985年，上海新跃厂完成DXS-10普及型扫描电镜，获1985年上海市优秀新产品奖二等奖。
14、1987年，中国科学院科学仪器厂实现了Amray-1000B扫描电镜国产化。
制成了大试样室，及背反射电子探测器，可获得元素成分分布图像。
配备了低温试样台（-170℃～＋18℃连续可调，冷刀可断裂试样，适于观察生物及含水试样）和试样拉伸台。
1.激光粒度仪通过颗粒的衍射或散射光的空间漫衍（散射谱）来阐发颗粒巨细的仪器。
2. 透射电子显微镜Transmission Electron Microscopy（TEM）型号：H-7650厂商：日本日立公司功能：通过透射电子束聚焦成像，视察0.2 µm以下，光学显微镜下无法看清的超微结构。
技能指标：检测限：0.2 nm；辨别率0.2nm；加快电压40kV ~ 120kV ；连续放大模式放大倍率200~x600,000，低倍模式放大倍率x50 ~ x1,000；图像旋转倍率范畴：x1,000 ~ x40,000；旋转角度：±90º (15º每步)仪器配置：透射电镜主机（H-7650），EDAX生物透射电镜能谱仪（GENESIS XM2 SYSTEM FOR BIO-TEM），配有能谱阐发样品杆，能谱接口阐发组件等。
应用：在质料科学、生物学上超微结构视察、元素能谱阐发。
3. 凝胶净化浓缩联用仪4.高效液相三重四级杆线性离子阱质谱仪型号:API 3200Q TRAP厂商:美国ABI功能:小分子的定性和定量阐发。
检测限:ppb ~ ppm技能指标:m/z范畴：5-1,700 amu（四极杆模式），50-1,700 amu（线性阱模式）；全扫描MS/MS：高于传统三重四极50-100倍；辨别率：最高0.25 u (FWHM)；扫描速度：最高2400 amu/秒（四极杆模式），最高4000 amu/sec（线性阱模式）；质量稳定度：0.1 amu/12小时。
仪器配置:高效液相色谱仪；TurbolonSpray (ESI)、Heated Nebulizer (APCI)两种离子源；应用:情况和食品中毒性阐发、小分子药物代谢阐发、药物、天然产物提取物等的结构表征。
5. 稳定同位素质谱仪型号：Delta V advantage厂商：美国Thermo Fisher Scientific功能：用于测定情况生态样品中C、N、O、S、H 的同位素比值技能指标：质量范畴：1-80Dalton（道尔顿）at3KV，辨别率（m/△m）：=110（C、N、O、H、S）；离子源线性：0.02‰；绝对灵敏度：1500个CO2分子产生1个44离子。
中科院半导体所科技成果——农作物种子的近红外光谱分析鉴别系统项目成熟阶段生长期项目来源自筹成果简介2008年10月中共中央发布了《中共中央关于推进农村改革发展若干重大问题的决定》，明确指出：全党必须深刻认识到，农业是安天下、稳民心的战略产业。
国以农为本，农以种为先。
农作物种子的真伪与纯度问题攸关粮食安全与国计民生，正所谓“春种一粒子，秋收万担粮，摊上假种子，粮农要遭殃”。
然而，我国种业市场（包括玉米、水稻、大豆等）存在严重问题，涉及作物品种权争议的案例逐年增加；以玉米为例，大田用种纯度在90%左右，全国仅因纯度问题每年减产玉米40亿公斤。
但是，现有鉴别手段存在诸多技术障碍，无法对样品进行即时、方便、准确的现场分析与监测，急需新的快速鉴别技术。
本项目通过对农作物籽粒样品的近红外光谱分析，针对不同年份、地域、储存环境等可变因素引起的光谱差异，研究提出了一种特征空间变换与特征处理新方法；基于仿生模式识别新理论，研究了设备无关、稳健可靠、适合大样本集的品种快速鉴别技术；研制农作物种子快速鉴别的便携式专用设备。
本项目具有重要的经济价值与社会意义。
技术特点可靠性高：准确率95%以上；快速：5分钟内；低成本：<10万元/台；操作简单：操作者不需要具有专门的技术知识；鉴别无费用：不需要土地、试剂、其他仪器等；可便携式：30cm×30cm×40cm的专用设备。
专利情况模式识别专用神经网络计算机系统及应用方法，ZL200410037965.4；对玉米品种种子近红外漫反射光谱数据进行预处理的方法，201010132102.0；基于近红外光谱与信息处理的玉米品种鉴别方法，201010162316.2；一种基于分组稀疏表示的模式识别分类方法，201010157602.X。
市场分析目前全国共有2500多个种子管理站，在系统推广的前期阶段，计划针对10%的种子管理站进行推广，每套系统售价10万元，合计销售收入10×250=2500万元；同时，针对8400家注册种子企业中3%约250家优质企业进行推广，每家企业在全国约有3000个销售网点，如有1%的销售网点配备该系统，每套系统售价10万元，合计销售收入10×250×30=7.5亿元。
表界面的分类：气-液；气-固；液-液；液-固；固-固✧表面浓度✧分散度✧表面形貌非均匀性原因：由于固体表面原子的组成、排列、振动状态和体相原子的不同，由于悬挂键导致的化学性质活泼，以及周期性的势场中断导致的表面电子状态差异，固体表面形成很多导致表面形貌非均匀性的元素。
✧位错密度✧表面粗糙度：✧原矢✧米勒指数（miller index）✧晶面间距d hkl✧✧✧表面自由能✧减小表面能的方法✧表面原子重排机理1：表面弛豫作用2：表面相转变3：吸附对纯净底物表面结构的影响层间距的变化；重组的表面结构的变化；吸附原子可以诱导表面重组✧内外表面内表面：多孔或多层材料，孔内或层间的表面比表面积：单位质量材料的表面积；用BET方法测量1.固体表面性质简介固体表面的性质结构特征：不同的位置有不同的性质表面运动：气体分子表面撞击速度；表面扩散系数（爱因斯坦方程）：外延生长原子的运动流程：a沉积/吸附在平台上-deposition；b沉积在原子岛上；c 平台上扩散-diffusion；d脱附-desorption；e成核-nucleation；f交互扩散-interdifusion；g粘附在平台上-attachment；h从平台上脱离-detachment；i：粘附在台阶上化学性质：表面浓度依赖于气体分子撞击速度R相界面（Gibbs界面）表面热力学函数其他类推：S，G，G s比表面自由能与温度的关系; ;Van der Waals and Guggenheim Equation:Where: T c为临界温度；为0Kし的表面张力；固体表面能的理论估算金属表面张力估算；偏析作用来自晶体或固溶体中的杂质或溶质在界面聚集的现象表面偏析公式：正规溶液参数扩散扩散：由热运动引起杂质原子、基质原子或缺陷输运的过程原因：原子或离子分布不均匀，存在浓度梯度，产生定向扩散扩散机理：间隙扩散，空位扩散，环形扩散表面扩散靠吸附原子或平台空位的运动实现。
ＦＴＩＲ和Ｒａｍａｎ光谱技术的进展李琼瑶（公安部物证鉴定中Ｇ北京１０００３８）摘要本文报道了傅里叶变接虹外光谱、傅里叶变换拉王光谱、虹外显靛镜和显擞拉王光谱技求的特点与进展。
关■调傅里叶变换虹外光｛．（Ｐ｝ｌＲ）、傅里叶变换拉曼光谱、虹外卫擞镜、显擞扯王光．ｉ．技求。
ＵＣＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＦⅡＲａｎｄＲａｍａｎＳｐｅｃｔｒａｌｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓＬｉＯ‘ｏｎｇｙａｏ（ＴｈｅＩｒⅢｔｉｔｕｔｅ０ｆＦｏｒｅｎｓｉｃｓｄｅｆｌｃｅ．Ｍｉｎｉｓｔｒｙ０ｆＰｕｂｌｉｃｓｅｃｕｒｉｔｙ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ．１ｋｊｉｎｇ，１０００３８）ＡｈｍｌｒＩｃｔＩｎＴｈｉｓＩ”ｐｅｒｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃ．ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｏｆＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｄｏｒｍＩｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＦＴＩＲ）、Ｆ椰血ｒＴｒａｎｄｏｒｍＲａｍａｎｓｐｅｃｔｒｏ∞ｏｐｙ、ＩＲ耐。
聊ａｎｄｍｉｃｒｏＲａｍａｎｓｐｅｃｔｒａｓｃｏｐｙａｒｅｔｅｖｉｅｗ矗，１０ｒｄｅｆｅｎｃｅｓａｒｅｃｉｔｅｄＫ町－ｏ曲ｎＩＲ、ＦＴ－Ｒａ士ｎａｎ、ｌｎｆ士ａｒｅｄｍｉｃｒｏｓｃ，ａｐｅ．ｍｉｃｒｏＲａｍｎａｐｅｃｔｒｏｌｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．１前言２红外光谱与拉曼光谱的特点２０世纪初，考勃伦兹首次获得了红外光谱并对红外吸收的特征频率进行了研究分析。
同世纪２０年代初。
斯梅卡尔【１］发现了光的综合散射效应，１９２８年印度科学家拉曼【２Ｊ和苏联学者拉德斯别格各自独立地用实验证实了散射效应（后称之为拉曼效应）．其主要原理是：当用单色光照射物质时，会产生与人射光波长相同的舶ｙｌｅｉｇｈ散射线，同时还产生一系列波长大于和小于入射光波长的散射线。
这是拉曼光谱的基础。
６０年代，能提供单色光源的激光器出现．使激光拉曼光谱仅的研制工作获得了重要进展，１９６４年ｃＩｍⅡｙ等人［３１的研究成果证明了用傅里叶变换（ＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓ．ｆｏｒｍ）技术获得拉曼光谱的可行性。
第4章 过渡金属配合物的电子光谱主要内容： 1. 电子光谱简介 2. 配体内部的电子光谱 3. 电荷迁移光谱 4. 配位场光谱1. 电子光谱（紫外可见光谱， UV-Vis Spectra ）以波长 200 ~ 800 nm 的电磁波照射物质分子，由分子的电子能级跃迁而产生的光谱。
电子光谱紫外光谱 可见光谱(200 ~ 400 nm)(400 ~ 800 nm)200~800 nm 第一节 电子光谱简介（1）配体内部的电子转移光谱（3）d→d 跃迁光谱, 即配位场光谱（2）电荷迁移光谱2. 过渡金属配合物电子光谱的种类第二节 配体内部的电子光谱配体配合物紫外区，强吸收带保留，位置稍微有移动配体内部光谱类型n→σ*n→π*π→π*水、醇、胺、卤化物等配体。
含羰基的醛和酮类、吡啶类配体。
含双键、叁键的有机配体、吡啶类配体。
有的配体可同时具有上述2种类型的跃迁 。
第三节 电荷迁移光谱(荷移光谱)2. 荷移（CT ）光谱的种类： M n ＋——L b － → M (n －δ)＋——L (b －δ)－（1） L→M 的荷移（还原迁移）δ-1. 电荷迁移（CT ）光谱特点：① 吸收强度大; ② 跃迁能量高, 常出现在紫外区。
规律：配体的还原性越强, 金属的氧化性越强,跃迁越容易CT光谱的吸收波长越长NH [CoX(NH 3)5]2+的电子光谱20000 30000 40000 cm－1 解释如下问题：1.在 O 2－、SCN －、F －、Cl －、Br －、I －所形成的金属配合物中, 其中I －所形成的金属配合物的吸收波长最长。
2.在VO 43－、CrO 42－、MnO 4－系列中, 吸收波长逐渐红移。
（2） M→L 的荷移（氧化迁移）发生条件：L 具有低能量的空轨道；M n+最高占有轨道能量 >配体最高占有轨道能量M n ＋—L b － → M (n+δ)＋—L (b+δ)－δ-（3） M→M′的荷移一种金属离子以不同价态同时存在于一个体系，不同价态之间常发生的电荷迁移。
钼蓝中发生Mo(V)→Mo(VI)的荷移。
如：KFe Ⅲ[Fe Ⅱ(CN)6]中，发生Fe(Ⅱ)→Fe(Ⅲ)荷移。
（4） L→L′的荷移tpy 配体内部的跃迁的电子跃迁种类：第四节 配位场光谱（d-d 跃迁光谱）d 电子在d 电子组态衍生出来的能级间跃迁产生的。
光谱项光谱项的其它名称：电子状态、状态、谱项符号、Russell-Saunders 谱项配位场光谱的产生：（1）光谱项的基础知识简明符号为：JS L 12+∑=ilL ∑=is S L 值：0， 1， 2， 3， 4， 5， 6，…状态：S ， P ， D ， F ， G ， H ， I ，…2S + 1=1: 单重态, 2:二重态, 3:三重态2S + 1：自旋多重性J = L + SJ 取值：L + S, L + S - 1, … , | L-S |1. 原子与自由离子的光谱项（2）光谱项的推引方案：Russell-Saunders 偶合或称L-S 偶合。
适用于Z ≤ 40的轻原子。
例1：推引s 1组态的光谱项。
所以 s 1组态的光谱项是：L = 0，对应状态为S 态；S = 1/2，2S + 1 = 2；J = L + S = 0 + 1/2 = 1/2；212S 每个谱项包含(2L + 1)(2S +1)个微观状态。
例2：推引s 2组态的光谱项。
↑↓s 2组态的电子排布为：L = 0， S 态 S = 0，2S + 1 = 1 J = L + S = 0 + 0 = 0s 2组态的光谱项是：1S 例3：推引1s 12s 1组态的光谱项。
1s 12s 1组态的微观态排列： 序号n = 1, l =0 (1s 1)n = 2, l =0 (2s 1)M L M S 1234↑↑↓↓↑↓↑↓000100-1当 L = 0， S = 1， J = 1; 13S 当 L = 0， S = 0， J = 0;1S 所以，1s 12s 1组态的光谱项有2个：13S 01S 和例4：推引 p 2 组态的光谱项。
序号m l = 1m l = 0m l = -1M L M S 123456789101112131415↑↓↑↑↓↓↑↑↓↓↑↓↑↓↑↓↑↑↓↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓20-21111-1-1-1-10000000100-1100-1100-1L = 2，S = 0，J = 2时，谱项为： 21D 121L = 1，S = 1，J = 2，1，0时，光谱项为： 23P 13P 03P1L = 0，S = 0，J = 0时，光谱项为： 01S （3）基谱项 ：能量最低的谱项。
Hund 规则： S 值最大的状态，能量最低。
S 相同时，L 值最大的能量最低。
半充满前，J 值最小的能量最低；半充满后，J 值最大的能量最低。
基态谱项的简单确定方法： 将电子按最大M L 和M S 值排布。
可得：L = 1，S = 1，其基谱项为：P3如: p 2组态的电子排布应为：M l10-1↑↑+2 +1 0 -1 -2 L S 2S+1 基谱项+2+1/222D +3+1 33F +3+3/2 44F +2+2 55D 0+5/2 66S +2+2 55D +3+3/2 44F +3+1 33F +2+1/2 22D 011S规律：d n组态与d10-n的基谱项相同。
p n组态与p6-n的基谱项相同。
2. 自由离子谱项在配位场中的分裂数量级相同可用两种方式来估算两种作用的综合影响：1. “弱场方案”: 先考虑电子间的互相排斥作用(确定电子组态的光谱项), 然后再研究配位场对每个谱项的影响。
d n组态的离子处于配位场中电子间的相互排斥配体的静电场影响2. “强场方案”: 先考虑配位场的影响, 然后再研究电子间的排斥作用。
1.确定电子组态的光谱项；2.每个光谱项在配位场中的分裂。
（需要对称性和群论基础）配合物结构对称性特征标表每个光谱项用特征标公式计算其特征标与上述特征标表对照，确定其不可约表示例如，八面体为Oh对称性,为简化以O点群进行分析。
O点群的特征标表O E 6C4 3C2 8C3 6C2A1A2ET1T21 1 1 1 11 -1 1 1 -12 0 2 -1 03 1 -1 0 -13 -1 -1 0 1O点群中谱项的表示及谱项状态的生成谱项L E 6C4 3C2 8C3 6C2生成的状态SPDFG…12341 1 1 1 13 1 -1 0 - 15 -1 1 -1 17 -1 -1 1 -19 1 1 0 1A1T1E+T2A2+T1+T2A1+E+T1+T2绕z轴转动时：χ(α)=sin(L+1/2)α/sin(α/2)E操作：χ(α=0)=2L +1d n组态的光谱项在不同配位场中的分裂光谱项O h T d D4hS P D F G H I A1gT1gE g, T2gA2g , T1g, T2gA1g , E g, T1g , T2gE g, 2T1g , T2g,A1g , A2g, E g, T1g , 2T2gA1T1E, T2A2 , T1, T2A1 , E, T1 ,T2E, 2T1 , T2A1 , A2, E, T1 , 2T2A1gA2g, E gA1g , B1g , B2g , E gA2g, B1g, B2g , 2E g2A1g , A2g , B1g , B2g , 2E gA1g , 2A2g , B1g , B2g , 3E g2A1g, A2g, 2B1g, 2B2g , 3E g1S → 1A1g1G → 1A1g, 1T1g, 1E g, 1T2g3P → 3T1g1D → 1E g, 1T2g3F → 3A2g, 3T2g, 3T1gd2组态电子相互作用衍生的光谱项及能量顺序为：1S ＞1G ＞3P ＞1D ＞3F在Oh场中，谱项变化：第二激发态 ( e g 2 )第一激发态 ( t 2g 1e g 1 )基态 ( t 2g 2)d 2组态的离子在Oh 强场作用下的3种可能组态:t 2g 2 → 1A 1g ＋ 1E g ＋ 1T 2g ＋ 3T 1g t 2g 1e g 1 → 1T 1g ＋ 1T 2g ＋ 3T 1g ＋ 3T 2g e g 2 → 1A 1g ＋ 1E g ＋ 3A 2gd 2组态这三种组态中的电子间相互作用而发生分裂 :两种方案结果相同3. 能级图（1） Orgel 能级图纵坐标: 谱项的能量横坐标: 配位场场强2E g 例：d 1组态的八面体配合物ML 6。
基谱项2D2T 2gOh d 1、d 4、d 6 、 d 9组态在八面体(弱场)和四面体场中谱项分裂的Orgel 能级图规律：d 1与d 6、d 4与d 9相同,d 1与d 4、d 6与d 9倒反,八面体场和四面体场倒反.d 0、d 5、d 10在Oh 弱场和Td场中是球形对称的, 静电行为相同, 稳定化能为0; d 6可认为是在d 5上增加1个电子, 尤如从d 0上增加1个电子成d 1一样, 因而d 1和d 6的静电行为相同。
d 4和d 9, 可认为在d 5和d 10状态上出现了一个空穴, 因而d 4和d 9的静电行为相同，且其静电行为正好与一个电子的静电行为相反，故d 1与d 4、d 6与d 9倒反。
相 同同 相相反相反相反相反T dd 1、d 6T dd 4、d 9O hd 1、d 6O hd 4、d 9例：d 2组态的八面体配合物ML 6的Orgel 图3FOh3T 1g (F ) + 3T 2g + 3A 2g 3POh3T 1g(P )不考虑二级晶体场相互作用d 2、d 3 、 d 7 、 d 8组态配合物的Orgel 图考虑二级晶体场相互作用规律：d 2与d 7、d 3与d 8相同,d 2与d 3、d 7与d 8倒反,八面体场和四面体场倒反.Orgel 图局限性：① 只适用于弱场、高自旋的情况。
图上未反映强场情况下的谱项能量的变化。
② 同一电子组态的离子, 不同的配体要用不同的Orgel图, 使用不便。
这是因为它的谱项能量和分裂能都是以绝对单位表示的, 不同中心离子和不同配体有不同的谱项能量和分裂能。
③ 基谱项的能量随分裂能的增加而下降，使用不便。
（2） T －S (Tanabe －Sugano) 图② 包含高、低自旋谱项和不同自旋多重度的谱项。
① 基谱项作为横坐标并取作能量的零点, 其余谱项的能级是相对于它而画出的。
③ 以谱项能同拉卡参数 B′的比值作纵坐标, 以分裂能对拉卡参数 B′的比值作横坐标而作出的。
所以，相同组态的离子可以应用同一张光谱项图。
’’d 3组态的T －S 图d 3不存在高低自旋之分, 所以它的T －S 图只由一个象限组成。
