Anti-resonance features of destructive quantum interference in single-molecule thiophene junctions achieved by electrochemical gating

基于单个有机分子来构筑电子器件为电子器件微型化提供潜在技术方案。本研究发展了可集成电化学门控的单分子电子器件测试芯片技术和科学仪器方法，在实验和理论两个层面对具有相消量子干涉效应的噻吩衍生物分子器件的电输运过程进行了电化学调控研究，从而首次在室温下实现了对单分子电子器件中量子干涉效应的反共振现象的直接观测和调控，为制备基于量子干涉效应的新型分子材料和器件提供了全新的设计思路和策略。该研究充分展示了电化学调控技术在信息材料和器件领域的重要应用潜力，也体现了我校固体表面物理化学国家重点实验室在电化学研究和科学仪器研发领域的技术积累，以及面向科学前沿开展交叉学科探索的研究特色。 该研究工作是在洪文晶教授、上海电力大学陈文博教授、英国兰卡斯特大学Colin Lambert教授指导下完成的。化学化工学院博士生白杰和李晓慧为论文的共同第一作者，刘俊扬副研究员、师佳副教授、研究生唐永翔、刘帅、黄晓娟、谭志冰和萨本栋微纳研究院的杨杨副教授等也参与了研究工作。田中群教授和毛秉伟教授为该工作提供了重要指导。【Abstract】Controlling the electrical conductance and in particular the occurrence of quantum interference in single-molecule junctions through gating effects, has potential for the realization of high-performance functional molecular devices. In this work, we used an electrochemically-gated, mechanically-controllable break junction technique to tune the electronic behaviour of thiophene-based molecular junctions that show destructive quantum interference (DQI) features. By varying the voltage applied to the electrochemical gate at room temperature, we reached a conductance minimum that provides direct evidence of charge transport controlled by an anti-resonance arising from DQI. Our molecular system enables conductance tuning close to two orders of magnitude within the non-faradaic potential region, which is significantly higher than that achieved with molecules not showing DQI. Our experimental results, interpreted using quantum transport theory, demonstrate that electrochemical gating is a promising strategy for obtaining improved in-situ control over the electrical performance of interference-based molecular devices.This research was supported by the National Key R&D Program of China (2017YFA0204902), National Natural Science Foundation of China (21722305, 21673195, 21503179, 21703188), the Program for Professor of Special Appointment (Eastern Scholar) at Shanghai Institutions of Higher Learning, Natural Science Foundation of Shanghai (17ZR1447100), Science and Technology Commission of Shanghai Municipality (14DZ2261000), China Postdoctoral Science Foundation (2017M622060) for funding work in Xiamen. It was also supported by EU Horizon 2020 project QuIET under grant agreement no. 767187EC FP7 ITN ‘MOLESCO’ project no. 606728 and UK EPSRC grants EP/N017188/1 and EP/M014452/1 and Leverhulme Trust (Leverhulme Early Career Fellowships no. ECF-2017-186 and ECF-2018-375) for funding instrumentation used in Lancaster. It was also supported by Hungarian and Czech Academies of Sciences (P2015-107) and Hungarian Research Foundation (OTKA 112034) for funding instrumentation used in Hungary. The authors thank Z.-Q. Tian and B.-W. Mao, Xiamen University, for useful discussions. 该工作获得科技部国家重点研发计划课题（2017YFA0204902），国家自然科学基金委优秀青年科学基金等项目（21722305、21673195、21703188、21503179）以及中国博士后科学基金（2017M622060）等项目的资助，也得到了固体表面物理化学国家重点实验室、能源材料化学协同创新中心的支持

水蚀风蚀交错带植被恢复 对土壤质量的影响与植物生理生态适应性

黄土高原水蚀风蚀交错带生态环境脆弱，土壤侵蚀严重，是黄河粗泥沙的主要来源 区。合理的植被恢复措施对于该区退化生态系统的恢复与重建具有重要的意义。本研究 以该区不同生境的植物&mdash;土壤系统为研究对象，采用野外调查和室内分析相结合的方 法，研究了植被恢复过程中地上植被特征和土壤种子库特征，阐明了植被恢复对土壤质 量的影响，分析了植物水分和光合生理生态适应性。本论文取得如下主要结论： （1）阐明了植被恢复过程中地上植被物种组成和多样性变化。地上植被以菊科、 禾本科和豆科植物为主，共占物种总数的76%。从生活型来看，主要以多年生草本植物 为主，占物种总数的64%。植被演替过程可分为三个阶段：演替初期（1-3a）主要以猪 毛蒿、猪毛菜等一年生植物为主；接着草木樨状黄耆成为群落的主要物种，糙隐子草、 达乌里胡枝子等为主要的伴生物种；15a 以后群落优势种更替为长芒草，而后随着植被 演替过程的进行，长芒草群落的建群种地位一直没有发生变化。丰富度指数随恢复年限 的增加其变化趋势不很明显，Shannon-wiener 指数和均匀度指数均随恢复年限的增加呈 现一定的上升趋势，而生态优势度却呈现下降的趋势。说明随着植被演替进展，群落的 组成结构趋向均匀和稳定。 （2）研究了土壤种子库特征及其对植被恢复的影响。土壤种子库密度范围为105～ 6 301 粒&middot;m-2，平均密度为2 095&plusmn;448 粒&middot;m-2 ；土壤种子库具有明显的垂直分布格局，0-5 cm 土层种子库密度大于5-10 cm，且占土壤种子库总密度的72%。土壤种子库主要以猪 毛蒿、画眉草等演替早期的物种为主，占土壤种子库总密度的62.18%（分别为41.37% 和20.81%），而演替后期物种即目标种却较缺乏。土壤种子库和地上植被的物种数目接 近，但其物种种类和功能群组成有一定的差异。二者的相似性总体上较低，其相似性系 数变化于0～0.667。土壤种子库的物种多样性指数随恢复年限的变化趋势与地上植被的 相似。上述结果表明，土壤种子库在植被演替前期具有重要的作用，但是在演替后期贡献较小。土壤种子库在植被恢复中的潜力较小，植被恢复还需要适度的人为干预。 （3）阐明了退耕地植被演替对土壤质量的影响。&gt;0.25 mm 团聚体破坏率随恢复年 限的增加呈下降趋势；&gt;0.25 mm 水稳性团聚体含量和平均质量直径（MWD）均随恢复 年限的增加呈上升趋势。这说明了植被恢复过程中，土壤结构稳定性有所增强。0-200 cm 和200-500 cm 土层平均土壤含水量随恢复年限的增加呈现先减少而后又有所增加的趋 势。在500 cm 土壤水分剖面内，随土层深度的变化土壤含水量具有较大的波动。随着 恢复年限的增加，土壤有机质、全氮、碱解氮和速效磷含量表现出先减少后增加的非正 &ldquo;U&rdquo;型变化；且它们随土层深度的增加而减少。土壤真菌、细菌和放线菌数量与土壤化 学性质随恢复年限增加的变化规律相似。退耕地微生物区系以细菌类群占绝对优势，占 微生物总数的70%以上，其次为放线菌，真菌数量最少。不同恢复年限的蔗糖酶、脲酶 和碱性磷酸酶活性的变化趋势也与土壤化学性质相似。过氧化氢酶活性随恢复年限增加 的变化规律不明显。 （4）比较了不同植被类型间土壤质量因子的差异。农地和柠条林地的土壤结构和 稳定性较好。0-500 cm 土层土壤含水量平均值基本都小于10%，其排序为：农地（10.53%） &gt;柠条灌木地（9.46%）&gt;退耕地（8.31%）&gt;油松林地（8.21%）&gt;小叶杨疏林地（4.50%） &gt;沙蒿地（3.97%）&asymp;刺槐林地（3.95%）。不同植被类型的土壤养分含量、酶活性和微生 物数量基本上均表现为刺槐和农地较高，柠条和小叶杨疏林较低。 （5）通过敏感性分析、主成分分析和相关分析确立了土壤质量评价最小数据集， 定量评价了植被恢复对土壤质量的影响。土壤质量评价指标最小数据集为有机质、速效 磷、蔗糖酶和真菌，其能够反映综合评价指标的信息，评价结果具有较好的代表性。土 壤质量综合评价表明，随着恢复年限的增加，土壤质量综合指数表现为演替的前15a 呈 现下降趋势，15a 后开始呈现增加的趋势，即表现出非正&ldquo;U&rdquo;型变化。就不同植被类 型而言，研究区土壤质量的排序为：刺槐林地&gt;农地&gt;退耕草地&gt;油松林地&gt;沙蒿地&gt;柠条 灌木地&gt;小叶杨疏林地，这在一定程度上反映了人工培肥土壤的有效作用。总体而言， 研究区土壤质量仍属于较低水平。 （6）分析了植物水分生理生态适应性。叶片渗透势的变化范围为-1.9 MPa（苦菜）～ -4.3 MPa（恢复年限为40a 退耕地的长芒草）。70%的物种集中在-4.0～-3.0 MPa 范围内。 就生活型而言，一年生草本植物的渗透势显著大于灌木、乔木和多年生草本（P&lt;0.05）， 而多年生植物间渗透势值的差异较小，其排序为灌木（-3.483MPa）&lt;乔木（-3.384MPa） &lt;多年生草本植物（-3.287Mpa）&lt;一年生草本植物（-2.469MPa）。这说明多年生植物可 能比一年生草本植物从土壤环境中吸收水分的能力强。叶片渗透势和叶片含水量随恢复年限的增加呈显著的下降趋势。这在一定程度上表明拥有较低渗透势的植物在植被演替 的物种竞争中具有一定的优势，植被演替后期物种对研究区干旱环境具有较强适应性。 长芒草、达乌里胡枝子和草木樨状黄耆的叶片渗透势随恢复年限的增加也均呈现显著下 降趋势，这种种间差异是由植物的表型可塑性引起的，反映了物种对环境的适应。 （7）分析了植物光合生理生态适应性。不同生境植物的光合特征和叶片结构特征的 种间差异较大，这可能是植物长期适应生态环境的结果，同时也与其本身固有的遗传特 性有关。在物种水平上，最大光合速率（Pmax）、光合氮素利用效率（PNUE）和比叶面 积（SLA）随恢复年限的增加呈显著下降趋势，而水分利用效率（WUE）、叶氮含量（Nmass） 与恢复年限相关关系不显著。在群落水平上，除SLA 与恢复年限的相关性不显著以外， 其它指标皆与物种水平的变化趋势一致。研究区物种的Pmax 与WUE、PNUE、Nmass 呈 显著正相关（P &lt;0.05），而与SLA 的相关关系不显著。PNUE 与WUE、SLA 呈显著正 相关（P &lt;0.001），而与Nmass 的相关性不显著；物种的Nmass 与SLA 呈显著正相关（P &lt;0.001）。同其它地区相比，研究区物种的Pmax、PNUE 和SLA 较低。具有较低Pmax、 PNUE 和SLA 的物种可能更适宜研究区土壤贫瘠的生境。</p

黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库特征及其对植被恢复的影响

退化生态系统的恢复进程受许多因素的影响，其中土壤状况和土壤种子库相对比较重要。土壤种子库作为植被潜在更新能力的重要组成部分，在植被自然恢复过程中起着重要的作用。它是植被重建与恢复的重要种源，是植被恢复的模板，很大程度上决定了植被恢复的进度和方向。黄土丘陵沟壑区是黄土高原水土流失最严重的地区，其退耕农田的植被恢复与重建是减少当地水土流失和黄河泥沙的根本措施。以前的研究比较重视土壤状况，而关于土壤种子库的研究很少。所以非常有必要对该区的土壤种子库现状进行一个摸底调查，以为退耕地植被恢复提供理论指导。本研究利用以空间代时间的方法，在黄土丘陵沟壑区的典型区－安塞县真武洞镇西沟流域的墩滩山，对不同坡向、不同退耕年限退耕地的土壤种子库和地上植被状况进行了野外实地考察、取样和室内实验，初步得到以下结果：&nbsp;&nbsp;&nbsp; 1）12个样地土样中共萌发了28种2442个幼苗，隶属于11科23属；0－5cm土层的土壤种子库密度变动于900.1&plusmn;351.3～6466.8&plusmn;1708.4粒&middot;m－2之间，5－10cm土层的值变动于116.7&plusmn;61.4～2466.7&plusmn;914.4粒&middot;m－2之间；随着退耕年限的增加，土壤种子库的总密度都呈明显的递减趋势；阳坡的土壤种子库密度为阴坡的2.2～3.4倍；猪毛蒿和臭蒿是退耕地阳坡样地土壤种子库的优势物种，阴坡样地的优势物种是猪毛蒿；随着退耕年限的增加，均匀度与退耕年限呈显著正相关，丰富度、多样性基本上呈上升趋势，生态优势度则呈下降趋势，说明随着退耕年限的增加优势种趋向不明显；样地种子库组成成分的的相似性分析表明退耕演替的过程也是土壤种子库空间异质性加大的过程。&nbsp;&nbsp; 2）对12个不同退耕年限的样地进行地上植被调查，共发现54种植物，隶属于16科43属，草本植物占了绝对多的比例（88.89%）；地上植被的丰富度指数、多样性指数、均匀度指数和生态优势度都与退耕年限的相关性都不显著（R2﹤0.4）；土壤种子库和地上植被之间的物种组成存在显著差异，地上植被中的物种数多于土壤种子库的物种数，平均是土壤种子库物种数的1.93倍，菊科、禾本科、豆科都是它们物种组成中的主要植物。&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 3）土壤种子库与地上植被的物种多样性存在一定的差异，相同退耕年限、相同坡向的样地中地上植被的丰富度指数和多样性指数都大于土壤种子库，尤其是地上植被的多样性指数要远远地大于土壤种子库；而均匀度指数和生态优势度基本上都是土壤种子库大于地上植被。总体上来说，土壤种子库和地上植被的相似性比较小。&nbsp; &nbsp;4）在退耕地植物群落中，地下种子和地面植株都存在的植物有猪毛蒿、香青蓝、臭蒿、狗尾草、地黄、地锦、阿尔泰狗娃花、白羊草、百里香、抱茎苦卖菜、长芒草、茭蒿、菊叶委陵菜、山苦卖、硬质早熟禾、达乌里胡枝子和铁杆蒿17种，这些种子在当地的生境条件下能够顺利地自然更新和生存；地下种子存在但地面植株不存在的植物有地肤、鹤虱、画眉草、灰条、葶苈、艾蒿、糙隐子草、沙打旺、砂引草、败酱、紫草11种，这些植物的种子所需的萌发条件还尚未具备；地面植株存在但地下种子不存在的植物有大针茅、鹅冠草、风毛菊、鬼针草、角蒿、苦菜、苦卖菜、益母草、猪毛菜、白头翁、北京隐子草、糙叶黄耆、草木樨状黄耆、丛生隐子草等37种，这些植物的土壤种子库密度可能太低。5）在p＜0.05的显著水平上，土壤水分、有效磷、退耕年限和坡向是显著影响退耕地物种分布变化的主要因子；土壤水分、有效磷、土壤种子库和坡向是显著影响植物群落变化的主要因子；若只用土壤种子库因子来解释退耕地植被的变化情况，可解释植物群落变化的32.1%，物种变化的20.5%。6）土壤种子库中主要以猪毛蒿、臭蒿等一些演替前期的物种为主，要加快退耕地植被恢复的进程，有必要适当引进一些演替后期物种，如白羊草、铁杆蒿、达乌里胡枝子、长芒草等，以缩短演替时间，促进黄土丘陵沟壑区水土流失的防治。</span

A review on the research methods of soil seed bank

主要从取样方法、取样时间和种类鉴定等方面对土壤种子库研究方法进行综述,重点介绍了种子萌发法,并且提出了要采取长期定位观测的方法对土壤种子库的长期完整动态进行较系统的研究,而且最好在种子库长期的定位研究中搞清楚研究区内植物种的物种特性并且建立一个幼苗标本库,以增加土壤种子库研究的准确性

Analyses on Diversity of Primary Natural Restoration Vegetation Communities in Abandoned Croplands in the Hilly-gulled Region of the Loess Plateau

分别采用物种丰富度指数、多样性指数、Pielou均匀度指数J、Sorenson指数(Cs)和Bray-Curtis指数(CN)对黄土丘陵沟壑区退耕地自然恢复群落的多样性进行了初步研究。结果表明:(1)除丰富度指数变化不明显外,其它3个&alpha;多样性指数都反映出基本一致的变化趋势,即随着退耕年限的增加,多样性指数和均匀度指数的总趋势都是增加的,但变化比较平缓;(2)相似性系数Sorenson指数(Cs)的测度表明,每一群落类型总是与退耕年限最邻近的群落具有最高的相似度。随着退耕年限的增加,植物群落进一步发育,群落物种组成差异不断增加,群落之间的生态距离逐渐变远。而Bray-Curtis指数(CN)的测度结果与Cs不同。这种差异在一定程度上是对生境破碎化的一种反映

Characteristics of Biological Soil Crusts During Vegetation Restoration of Abandoned Lands in Hill and Gully Region of Loess Plateau

以黄土丘陵沟壑区安塞县墩滩山的退耕地为研究对象,分析了退耕地植被自然恢复过程中生物土壤结皮的特点及其对土壤水分、土壤有机质和土壤侵蚀的影响。结果表明:(1)生物土壤结皮的盖度随着退耕年限的增长不断增大,结皮的厚度也渐渐增加,且稳定在0.1~0.3 cm之间;(2)有结皮样地0&mdash;40 cm土层的土壤含水量一般比对照样地的土壤含水量要低,有结皮样地和对照土壤含水量都随土层深度逐渐升高,但升高幅度逐渐变小;(3)有生物结皮的样地土壤表层0&mdash;10 cm有机质含量比对照样地有机质含量大;10&mdash;20 cm土层有生物结皮的样地比对照样地有机质含量也高,但是差异不如0&mdash;10 cm土层明显;(4)随着退耕年限的增长,土壤侵蚀量逐渐减少,与退耕初期相比,退耕10 a以上样地土壤侵蚀量可减少30%~80%。说明在退耕地植被恢复的过程中,生物结皮改善了土壤表层性质,增强了土壤抗侵蚀能力

Effects of soil seed bank on vegetation restoration in abandoned croplands on the hilly-gullied Loess Plateau

为了探讨土壤种子库对植被恢复的影响,该文在野外调查和室内试验的基础上,采用典范变量分析,研究了黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库密度、土壤水分和养分、地形因子以及退耕年限对植物群落变化的影响,量化了土壤种子库对植被恢复的贡献。结果表明:影响植物群落变化的因子有土壤水分、速效磷、土壤种子库和坡向;仅用土壤种子库只可解释植物群落变化的32.1%;由于退耕地土壤种子库的优势种主要为猪毛蒿,其植被恢复潜力与速度比较小。黄土丘陵沟壑区退耕地植被恢复需要适度的人为干预,有必要适当引进一些演替后期物种,如白羊草、铁杆蒿、长芒草等物种,以缩短演替时间,加速退耕地植被恢复进程,促进黄土丘陵沟壑区水土流失的防治

The changes of soil water-stable aggregates in abandoned lands during vegetation restoration in hilly and gully regions on the Loess Plateau

以黄土高原典型丘陵沟壑区&mdash;吴旗县为例,研究了退耕地不同植被恢复年限、不同植被类型和不同恢复方式下的土壤水稳性团聚体含量的变化。结果表明,&gt;0.25mm土壤水稳性团聚体含量,在0～60cm土层随着退耕地恢复年限的延长而不断增加,乔木地相对较高,草地相对较低,灌木地介于两者之间。自然恢复方式&gt;自然+人工恢复方式&gt;人工恢复方式,坡耕地的团粒含量最低;在0～20cm土层,恢复前期土壤水稳性团聚体含量增幅较大,后期增幅较小,而40～60cm土层的变化规律则相反。对同一种植被类型,&gt;5mm的土壤水稳性团聚体含量从0～20cm到40～60cm土层均呈下降趋势,并且在较浅土层灌木地的降幅相对较大,在较深土层乔木地的降幅相对较大。人为干预使得土壤水稳性团聚体从大粒径向小粒径转化,这种转化在较深土层表现的较明显。可见,在退耕地植被恢复中,具有较长恢复年限的乔木地,土壤的抗蚀性较强;自然+人工的恢复方式既缩短了植被恢复时间,也提高了土壤水稳性团聚体含量,从而改善了土壤结构

Five-factor Model of Personality and Performance： Review of Team-Level Research

众多研究表明，大五人格能够有效预测工作情境中的个体绩效。随着团队研究的广泛开展，团队人格特征与团队绩效的关系也得到了重视。本文在简单回顾个体水平的研究结果的基础上，着重介绍团队大五人格特征与团队绩效以及关系绩效之间关系的研究；阐述从个体特质到团队特征的整合方法和依据；最后指出现有研究存在的以及未来研究需要关注的四个问题

Variation of Soil Water in Abandoned Lands During Vegetation Restoration in Hilly and Gully Regions on Loess Plateau

选择了黄土高原安塞县境内的纸坊沟、县南沟、西沟、郭阳湾等不同流域,对黄土丘陵沟壑区退耕地植被恢复过程中的土壤水分变化规律进行了研究。研究结果表明,随着退耕年限的增长,60cm以下土层的土壤水分含量逐渐减少;对于不同地形条件的土壤含水量,阴坡&gt;半阴坡&gt;阳坡,坡下&gt;坡中&gt;坡上,并且随着坡度的增大,土壤含水量减小;不同的植被类型土壤水分含量也不同,在选择的草地、灌木地、林地3种植被类型中,以草地的土壤含水量最高,林地最小,灌木地介于两者之间;从恢复方式看,自然恢复的土壤水分含量相对较高,人工恢复的土壤水分含量相对较低,自然+人工恢复介于两者之间。另外,对于同一种植被类型,生物量越大,土壤水分含量越小