中国材料工程大典—信息功能材料工程

本书是《中国材料工程大典》中的卷目之一。 信息功能材料是信息科学技术和信息产业发展的基础和先导。21世纪将是以信息产业为核心的知识经济时代，对信息技术和信息资源的竞争将更加激烈。我国电子信息行业2004年完成产品销售收入达26500亿元，多年来已居外贸出口首位，并继续以高出工业发展速度10％的速度发展，已成为世界信息产业大国。加快由信息产业大国向信息产业强国迈进的步伐，是我们广大从事信息技术，特别是信息功能材料工作者义不容辞的责任。希望《中国材料工程大典》中《信息功能材料工程》卷的出版，将有力推动我国信息技术和信息产业的健康发展。 《信息功能材料工程》分上、中、下卷，共设20篇，约600万字。它涉及到信息的获取、传输、存储、显示和处理等主要技术用的材料与器件，是目前我国该领域比较完整的专业工具书。参加这部书编写的有中科院、高校和部分企业的专家教授近200名。参加编写的主要单位有中科院半导体研究所、中科院物理研究所、中科院微电子研究所、中科院上海精密光学机械研究所、中科院上海红外技术物理研究所、中科院长春应用化学研究所、中科院合肥固体物理所、南京大学、清华大学、西安理工大学、北京有色金属研究总院、武汉邮电科学研究院等。历时近3年完稿。由王占国、陈立泉、屠海令任主编并统稿。 本卷各篇不仅全面系统地反映了国外信息功能材料研究领域的现状、最新进展和发展趋势，而且也特别注重我国在该领域的研发和产业化方面取得的成果，力图使其具有实用性、先进性和权威性。本书适合于从事信息功能材料的科研工作者和工程技术人员查阅使用，也可供有关师生参考。

半导体科学与技术

本书是在国家自然科学基金委员会信息科学部的支持下，邀请了三十余位工作在半导体研究领域第一线的知名专家撰写而成的。本书系统介绍了当前国际、国内半导体科学和技术各个领域，包括半导体材料的生长、物理问题、重要实验和理论结果、器件结构和应用等方面的基础知识、研究现状、发展趋势和有待解决的关键问题。 本书适合从事半导体研究和教学的大学教师、科技工作者、工程技术人员、研究生、本科生以及科技管理部门有关工作人员和管理专家阅读和参考。

含联萘基团旋光性聚合物的设计、合成与手性光学性质

随着材料科学的飞速发展，人们对具有不同结构和性能的聚合物材料提出了更高、更广泛的要求，合成出具有新型结构的聚合物，并研究其独特的性质和功能已成为当今高分子领域研究的主要方向。旋光性聚合物具有独特的不对称结构，在自然界的生物体中，旋光性大分子特有的不对称结构在维持生命过程、新陈代谢、物种繁衍、进化等方面都起着决定性的作用，在人工合成聚合物领域，旋光性聚合物也已经在手性识别和对映体拆分方面取得了广泛应用，并在手性催化剂、液晶、光开关、非线性光学和生物医药等领域表现出了潜在的应用前景。在本论文中，我们以具有强轴手性结构的2,2'-取代1,1'-联萘为手性源，设计并合成得到了多个系列的旋光性和非旋光性聚合物，取得了一些有意义的结果。1．含联萘基团旋光性聚酰亚胺的合成与性质从1,1'-联-2-萘酚出发合成了新型旋光性和非旋光性二酐单体，即2,2'-(3,3',-(3,3', 4,4'-四酸二酐)二苯甲酰氧基-1,1'-联萘((±)-，(R)-和(S)-BNDEDA)，并通过BNDEDA和2,2'-(3,3', 4,4'-四酸二酐)二苯甲酰胺基-1,1'-联萘((±)-和(S)-BNDADA)同各种二胺的缩合聚合，制备得到了一系列旋光性和非旋光性聚酯酰亚胺PEIs和聚酰胺酰亚胺PAIs。(1) 所得芳香聚酰亚胺都具有良好的溶解性，较高的玻璃化转变温度和热分解温度：(2) PAIs和PEIs同它们相应的模型化合物在DMF溶液中具有基本相同的紫外可见吸收光谱，这说明聚合物沿分子主链方向的共轭长度局限在重复单元的结构之内，因此PAIs和PEIs溶液涂敷所得薄膜均表现出良好的透光性；(3) PAIs和PEIs都是非晶聚合物，但是它们在2θ为～12°处出现的衍射峰又说明在聚合物体系中存在着一定的长程有序结构，PEIs的有序性要高于PAIs的有序性，偶数亚甲基长脂肪链的引入没有造成PEI有序性的明显提高，而奇数亚甲基长脂肪链的引入则使得PEI在2θ为12°处的衍射峰更为明显；(4) 由于无法紧密排列，高分子链间的相互作用力不强，因此旋光性和非旋光性聚合物在热性能、溶解性和结晶性等方面均没有表现出明显差异；(5) 旋光性芳香PAls和PEIs都具有比它们相应模型化合物高的特性旋光值，CD谱图和构象分析结果表明，由于1,1'-联萘基团的轴手性和分子主链的刚性，旋光性芳香PAIs和PEIs的高分子链都具有高级手性构象结构；(6) 由于1,1'-联萘基团的二面角随着温度的升高而发生变化，因此聚合物的手性光学性质对温度表现出了明显的依赖关系。(7) 旋光性PAIs在DMF溶液中和在固体状态下都具有很好的旋光热稳定性，旋光性PEIs在固体状态下于玻璃化转变温度加热48 h也没有出现旋光能力的降低；(8) 光学双折射测试结果表明，溶液涂敷所得非旋光性聚合物薄膜的负性双折射要强于相应旋光性聚合物薄膜的负性双折射。2．新型联萘二酐和二胺单体的合成与聚合从1,1'-联-2-萘酚出发对1,1'-联萘基团的不同取得位置进行官能化，合成得到了九种14个新型联萘化合物，并成功地将改进的Curtius和Gabriel反应应用到联萘类二胺单体的合成中。利用所合成的新型二酐单体和二胺单体分别同各种二胺和二酐的缩合聚合，制备得到了一系列具有新型结构的非旋光性芳香聚酰亚胺，聚合物表现出良好的溶解性，较高的玻璃化转变温度和热分解温度。X-射线衍射谱图说明高分子链从1,1'-联萘基团6,6'-位连接所得聚酰亚胺具有较好的结构有序性。3．主链螺旋聚甲基丙烯酸联萘酚单甲醚酯的合成与表征从2-甲氧基-2'-羟基-1,1'-联萘出发，合成得到了新型旋光性和非旋光性甲基丙烯酸酯聚合单体，并在AIBN的自由基引发作用下聚合得到了具有主链螺旋结构的新型旋光性聚合物。(1) 手性光学性质的研究结果表明，旋光性聚甲基丙烯酸酯具有主链单手螺旋结构；(2) 聚合过程中不存在对映体选择性或对映有择性的聚合方式：(3) 聚合物核磁氢谱的研究结果表明，在旋光性聚合物体系中，位于侧链的联萘基团可能取两种构象结构，即动力学稳定和热力学稳定的构象。随着旋光性聚合物单手主链螺旋结构的形成，使甲氧基处于较高屏蔽状态下的联萘反式构象成为动力学稳定构象；(4) 变温核磁氢谱的研究表明，温度升高将造成动力学稳定的联萘反式构象结构在聚合物中的比例减少，并伴随着聚合物特性旋光值的降低，同时热力学稳定的联萘顺式构象结构在聚合物中的比例在增加；(5) 手性光学性质和核磁氢谱的研究结果表明，旋光性聚合物的主链手性构象（与侧链上联萘基团的构象相对应）对分子量的高低具有依赖关系；(6) 聚合单体同具有不同对映体过量的旋光性聚合物具有基本相同的紫外吸收光谱，说明旋光性聚合物中联萘基团构象结构的变化并未造成共轭程度的较大变化。而无论旋光性或是非旋光性聚合物所表现出来的荧光性则说明在聚合物体系中可能存在着联萘侧基的相互作用，形成了π电子跃迁。4．含联萘基团旋光性聚酯和聚酰胺的合成与性质通过(±)-和(S)-2,2'-二甲氧基-1,1-联萘-6,6'-二酰氯（(±)-和（S)-DMBNDC）分别同1,1'-联-2-萘酚进行的界面缩聚，以及分别同各种芳香二胺在DMAc中的溶液缩聚合成得到了一系列旋光性和非旋光性聚酯和聚酰胺。(1) 聚合过程中不存在对映有择或对映体选择性的聚合方式；(2) GPC、~1H NMR谱图以及激光质谱的研究结果表明，DMBNDC同1,1'-联-2-萘酚的缩合产物可能主要以环状低聚物的形式存在；(3) 根据DMBNDC同1,1'-联-2-萘酚缩合所得产物的特性旋光值可以推断在聚合物体系中DMBNDC和1,1'-联-2-萘酚的手性结构具有良好的加和性：(4) (±)-和(S)-DMBNDC同各种芳香二胺聚合所得非旋光性和旋光性聚酰胺都表现出良好的溶解性，较高的玻璃化转变温度以及热稳定性。旋光性聚酰胺具有比相应非旋光性聚酰胺高的玻璃化转变温度；(5) 广角X-射线衍射谱图上的弥散峰表明所得聚酰胺具有非晶结构，但是随着二胺单元结构刚性的增强，聚合物在～13°处出现了新的衍射峰，说明聚合物结构的有序性得到了增强：(6) 旋光性聚酰胺都具有比模型化合物(S)-7高的特性旋光值，而且不同二胺单元结构造成了聚合物特性旋光值的较大变化，构象分析结果表明在旋光性聚酰胺的分子主链上存在着高级手性构象。

稀土与过渡金属的萃取机理及分离方法的研究

随着化学工业的发展，稀溶液或难分离体系中有价物质的提取、富集成为化工分离学科中的重要研究课题之一。随着人们环保意识的增强，寻找新型、高效、清洁的工艺流程成为分离科学的热门话题。众所周知，在稀土矿中常含有许多过渡金属杂质，如锌、镉、铁、钻、镍等等，因此研究稀土与过渡金属离子的高效分离成为必然，这也是我研究工作的出发点。本论文主要包括以下几个方面的内容：1.研究了中空纤维膜器中HEH/EHP (P507)在盐酸介质中萃取分离衫、锌及锅的传质动力学，比较了聚偏氟乙烯膜和聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯共聚物膜这两种膜材料的稳定性能，建立了界面反应动力学方程。考察了料液酸度、萃取剂浓度以及萃取剂不同氨化度对锌、福传质系数的影响。认为氨化p507不能提高锌、福的传质系数，却能提高稀土的传质系数，利用这一性质，就可能实现锌、镉与稀土离子的分离。这一研究为新型膜材料的应用提供了理论基石出。2．研究了中空纤维膜器中硫代有机磷酸萃取剂Cyanex302在硫酸介质中萃取分离锌、镉、铁、钻、镍和铺的传质动力学，探讨了各种因素对萃取速率的影响，获得了膜器中金属离子的传质模型及机理，同时采用膜器串联实现了锌、铺及锌、镉混合物的分离。3.研究了盐酸体系中伯胺1923与中性有机磷酸萃取剂Cyanex923和Cyanex925对ZnCl,和CdCl_2的协同萃取机理，用斜率法、等摩尔系列法确定了协萃配合物的组成并用皿谱加以证实。对于Zn的萃取，可能是由于空间位阻效应的影响，单一中性萃取剂对Zn2+的萃取有如下的关系：Cyanex923>Cyanex925，整个协萃反应的平衡常数是Cyanex923＞Cyanex925。然而，根据协萃系数R=D 最大/D_(中合)来判定协萃效应的大小，则有如下的关系：Cyanex923＜Cyanex925。这就说明了如果单一萃取剂的萃取越高，则协萃效应就越小。对于Cd的萃取，协同效应的大小为：Cyanex923＞Cyanex925。另外还求得了协萃反应平衡常数和协萃配合物生成反应平衡常数以及热力学函数值。且随温度增加，分配比减小，说明协萃体系为放热反应。对于同一协萃体系，不同金属离子的协萃效应的大小为Zn>Cd。这一研究为提高稀土与过渡金属离子的分离效率具有实际意义。4．研究了萃取剂的界面性质，考察了萃取剂伯胺N1923, Cyanex923、Cyanex925及Cyanex302单独存在以及混合存在时与不同水相（含金属离子的和不含金属离子的）的界面张力的变化情况，根据Gibbs等温吸附方程，得到了界面超量，求出萃取剂分子在界面上的表观横截面积A_i以及使界面达到饱和所需体相最低的萃取剂浓度（C_(min)）。结果表明伯胺盐的加入增加了Cyanex923呢Cyanex925的界面活性，提高了金属离子的分配效率。这对进一步研究其萃取动力学有指导意义。5.通过静态法研究了Cyanex302萃淋树脂在硫酸介质中吸萃Fe(III)、Zn(II)、Co(II)、Ni(II)的性能，考察了振荡时间、料液酸度、实验温度等条件对萃取性能的影响，结果发现CL－Cyanex302吸萃Fe(III)、Zn(II)、Co(u)、Ni(II)的能力有如下的顺序：Zn（II）>Fe（III）>>Co（II）>Ni（II）。Fe（III）、Co（II）、Ni（II)及Zn(II)的半萃pH值依次为1.6、3.8、5.9、1.3。这说明通过控制水相的酸度，就有可能实现这些金属离子间的分离，这对于分离具有实际的意义。

毛细管电泳电化学发光检测技术研究与应用

我们实验室一直致力于新型电化学检测方法的研究与应用，我们希望检测技术除了灵敏，还需要具有结构简单、操作方便、更好的选择性等特点。三联毗陡钉〔Ru（bPy）32+］电化学发光（ECL）方法已经在HPLC和流动注射中，在免疫分析和DNA探针分析中应用，用于生化物质分析、临床分析、疾病诊断、DNA序列测定、PCR反转录定量分析等。我们进一步发展了这种技术，使其应用于毛细管电泳分析，简称CE-ECL，可以预台CE-ECL技术将在分析科学领域中显示其快速、高效、灵敏、经济等优点。以建立和完善毛细管电泳发光检测技术和研究其分析应用体系为本论文的重点，主要包括以下几方面的工作内容：1．设计制作了柱端毛细管电泳电化学发光检测池，建立了电极和毛细管尺寸、检测电位、电解质浓度和酸碱度等实验参数，以及实际样品预处理方法；2．首次将毛细管电泳电化学发光检测技术应用于临床药物分析，证明该种技术对于分析临床病人样本中的药物含量具有灵敏度高、选择性和数据重现性好等特点；3．实现了毛细管电泳电化学发光检测体系中正负离子在正高压进样条件下的电场放大进样效应，并对负离子的这种特殊的效应进行了解释；4．利用毛细管电泳电化学发光技术分析了癌症化学标识物一多胺，体现出该种方法灵敏、一选择性好，而且无需进行衍生的特点；5．设计了一种毛细管电泳与流动注射分析通用的电化学发光流通检测池，其主要的特点是娜丈更换毛细管电泳分离毛细管和流动注射进样管，从而切换工作模式。该设计提高了分析结果的重现性，其灵敏度和重现性优于已经报道的其它类型的检测池。6．利用微乳化方法合成纳米尺寸的包含电化学发光试剂的二氧化硅颗粒，电化学发光试剂在其中以团聚的颗粒形态存在，具有稳定的电化学性质。这种材料通过化学键合或层层静电组装的方式结合蛋白质或DNA等生物大分子之后仍具有一定的电化学发光活性，并且发光活性随生物大分子固定量以及种类而变化，从而在一定程度上可以作为生物大分子电化学发光检娜勺标记物。

扫描探针显微镜技术在自组装体系中的应用研究

本文简要评述了探针显微镜（SPM）技术的提出、发展及其在自组装体系中的研 究应用。采用SPM、电化学以及光谱等方法对低级醇化合物、磷脂膜、生物分子等 不同的自组装体系进行了研究，主要结果如下：1．研究了甲醇、乙醇、丁醇、己醇和辛醇分子在云母表面的吸附现象，提出 了随着碳链的增长，醇分子在云母表面的不同的吸附模型及变化规律；2．研究了辛醇分子在云母表面的吸附动力学过程，监测了辛醇在云母表面形成自组装膜的成核一生长一融合的生长过程；3，研究了由探针扫描引起的吸附十一醇分子在云母表面重排为规则有序膜结构的现象；4．研究“二-甲基一二-十八．烷基嗅化胺分子在云母表面用溶剂扩散方法展开形成类脂双层膜的动力学过程，提出了一种简便、易行的成膜方法；5．实现了细胞色素C在纳米金和硅溶胶一凝胶共同修饰的金电极上的直接电化学；6．实现了细胞色素C在疏基十一梭酸和琉基己醇的混合自组装膜上的直接电化学；7．实现了辣根过氧化物酶在纳米金修饰的导电玻璃电极上对过氧化氢的直接催化还原。

贵金属纳米粒子的化学合成和自组装纳米结构

一般来说，构筑自组装结构，需要首先构筑基本单元（BuildingBlocks）。广义来讲，原（离）子、分子、原子团、超分子、高分子、生物分子、纳米粒子以及其他尺度的粒子基元都可以充当自组装的基本单元。基本单元在一定条件下会自发聚集生成具有一定功能的材料一或器件。本文关心的是在纳米尺度（1-100纳米）范围内构筑贵金属纳米粒子自组装纳米结构。具体地说，我们侧重贵金属（金、银）纳米粒一子的化学合成，控制贵金属纳米粒子组装成特定的纳米结构（纳米粒子集合体），研究纳米粒子和纳米结构的等离子共振吸收和电化学特性。本文从以下几个方面展开叙述如下：（1）使用两相法，用相对廉价的阳离子表面活性剂十六烷基三甲基澳化按作为保护剂，合成了稳定的金纳米粒子。系统研究了该粒子在各种条件下的自组装过程：溶剂挥发诱导的自组装、双功能分子桥联的自组装和施加力场条件下的受迫自组装。（2）发现阳离子表面活性剂一四辛基漠化钱可以直接诱导水溶性带负电荷的金纳米粒子从水溶液到甲苯相的相转移。更有趣的是，相转移具有尺寸效应，利用尺寸效应可能会实现对某些多分散金纳米粒子进行尺寸精馏。（3）系统研究了小分子桥联的金纳米粒子的可控组装及等离子学和电化学特性。我们发现硫瑾染料分子、钴卟啉梁料分子、刚性分子导线、碘离子都可以作为连接金纳米粒子的，分子胶水。使用类似建筑学上的“砖块胶泥组装”策略可以在纳米尺度莎围内搭筑纳米建筑。所制备的纳米建筑具有可调节的等离子吸收和电催化特性。（4）使用微分脉冲伏安技术研究了银纳米粒子表面组装体在水溶液中的库仑阻塞现象。（5）分子膜支撑的金纳米粒子二维阵列具有纳米阵列电极行为，控制纳米粒子的组装调节了电极界面的异相电子转移动力学。（6）为了解决分子纳米表面修饰的聚集问题，我们发展了固定化纳米表面修饰的方法。该方法适用于分子单层、双层和多层分子自组装系统，并且可以直接进行光学和电化学表征。在纳米表面受限的分子自组装系统表现出了一些有趣的电化学特性。

稀土冠醚络合物的合成及其性质的研究

近年来对稀土冠醚络合物的研究日益受到重视文献曾报导了12－冠－4，15－冠－5，18－冠－6等冠醚与稀土的固体络合物的合成性质及结构的研究，但大部分工作侧重于研究冠醚空腔与稀土离子直径的匹配程度对络合物稳定性的影响，而对于冠醚具有的取代基、空间构型及其配位阴离子等对络合物稳定性、组成结构的影响尚注意得很不够，对溶液中络合物的研究工作较少；特别是冠醚对稀土元素萃取性质的研究未见系统报导。本论文以瑞士进口的二环已基18－冠－6（DCC）混合物为原料进行异构体的分离。得到纯异构体A、B、D的~(13)C谱，不同位置的五种碳原子的谱线清析可辨，其化学位移值与计算值比较，确定了谱线的归属，利用单一异构体测定结果，对异构体A、B、D混合物进行鉴定得到满意结果。利用分离得到的纯异构体A、B及北京五所提供的异构体D合成了与轻稀土硝酸盐络合物。元素分析结果指出，除1：1络合物外，首次得到非1：1组成的络合物。La（NO_3）_3·DDC（DCC＝Ia，Id），[Ln（NO_3）_3]_3(DCC)_2 （Ln＝Ce，Pr，Nd，DCC＝Ia，Id）而异构体B得到全部3：2的络合物。选择硝酸镧与三种异构体的络合物进行了热分析，结果指出3：2与1：1络物物表现出完全不同的热分解行为。3：2络物合只有一步分解，且比1：1络物合具有更高的热分解温度1：1络合物分两步分解，首先发生向3：2络合物的转变。络合物的红外光谱研究表明，络合物中冠醚与自由冠醚的红外光谱图呈现明显区别，冠醚环上COC反对称伸展振动在生成络合物后向低频产生50～70 cm~(-1)的位移，其中3：2比1：1络合物位移量略大，络合物中硝酸根的振动吸收全部呈现配位硝酸根的特征谱带，并且3：2与1：1络合物之间呈现明显差别。另外在远红外区观察到Ln-O（NO_3~-）的振动谱带。用NMR研究冠醚与稀土在非水溶剂中的络合反应。首先测定了12－冠－4，15－冠－5与位移试剂Pr（fod）_3，Eu（fod）_3，Yb（fod）_3体系中冠醚次甲基上'H及~(13)C的化学位移值Δδ，得到了谱线随稀土与冠醚浓度比改变的变化规律。位移方向，对于Pr向高场移动，对于Eu、Yb向低场移动，位移量及谱线宽度的大小为Yb＞Pr＞Eu。且Δδ~(13)C＞Δδ~1H符合几何因素的规律，即正比于（3COS~2θ-1）/~r~3。利用二种方法计算了不同温度下络合物的稳定常数。对于不同冠醚，K值次序为冠－5＞冠－4＞冠－6，对于不同位移试剂为Pr＞Eu＞Yb。利用不同温度的K_1值，计算并讨论了平衡反应的热力学函数ΔG°，ΔH°，ΔS°。实验考察了微量水存在下络合物的结构和作用机理，在高氯酸盐与冠醚体系的研究中，观察到与位移试剂体系完全相反的规律。还发现在高氯酸稀土与冠醚的体系中快和慢两种交换过程共存，通过对单一交换体系的络合物稳定常数计算方法的改进，提出了适合混合交换体系的计算方法，并计算了18C6与Pr(clo_4)_3络合物在20℃时的稳定常数，K_1＝164升／摩乐。系统地研究了12－冠－4，15－冠－5，18－冠－6的衍生物及其二苯并24－冠－8等11种冠醚对单一稀土苦味酸盐的萃取，制备了15个稀土的苦味酸盐，考察了冠醚的空腔大小及取代基和空间构型对冠醚萃取稀土能力的影响，得到了B15C5，B18Cb，DCC萃取15个稀土元素的规律性，测定了相邻稀土元素间的分离因数，讨论了各种因素对DCC异构体萃取分离Pr Nd的影响，指出异构体A具有更大选择性。最大分离因数β_(Nd)~(Pr)=3.5，上述结果将为今后发展冠醚在稀土分离液膜萃取等方面的应用提供基础数据。

ICP发射光谱法中粉末进样方法的研究及水系沉积物样品的分析

用ICP-AES法分析样品时，多数样品为溶液。处理难溶样品费时多，易沾污，有时需加入大量试剂；使空白或背景增大影响分析灵敏度。本文研究将固体粉末悬沲体直接引入等离子体的进样方法，试图建立一种快速，简便并能满足一定精度和灵敏度要求的分析方法。本文使用美国Baird PS-1型光电直读ICP发射光谱仪器，自制改进型的GMK雾化器，研究了影响粉末悬沲体样品谱线强度、背景强度和线背比的因素；谱线干扰及其校正；用一套人工合成样品做工作曲线及水系沉积物样品的分析。我们从实验中观察到：1. 粉末粒度是影响进样的重要因素，粒径越小，谱线强度越大。2. 入射功率增大时，所有研究元素的谱线强度和背景强度都增大，但多数元素的线背比下降。3. 载气流量较小时，硬线的强度及线背比较大；反之则软线强度及线背比较大。所有元素的背景强度都随载气流量增加而减小。4. 观察高度较低，硬线强度及线背比较大，反这则软线强度及线背比较大；多数元素的背景强度随观察高度增高而减小。5. 向粉末悬沲体中加入少量异丙醇，多数元素的背景强度减少，谱线强度及线背比增大。6. 增大样品提升率，谱线强度和线背比都随之增大。7. 增大粉末悬沲体的浓度，谱线强度增加，但浓度太大易堵，我们认为浓度为10mg/ml较合适。本文用元素间干扰比较正谱线干扰，用不同形态的样品（溶液和固体粉末悬浮体）测定其干扰比，发现它的干扰比数值相近。用一套人工合成样品做工作曲线，动态范围较宽，检出限与溶液法相当。相对标准偏差为1.4 ～ 4.6%，相关系数大于0.997。我们还用八个GSD水系沉积物标准参考样品做校准曲线，检出限和相对标准偏差，实验表明：加大功率有助于克服粒度和矿物组成不同等因素对分析元素的影响，八个GSD样品与人工合成标样符合较好。用直接粉末法分析样品时有基体干扰，用GSD样品做的检出限和相对标准偏差都不如合成样品。用该方法分析人工材料中的杂质可能更为合适。

稀土过渡金属复合氧化物的制备结构，电学性质及气敏性研究

本文首次合成了Lar_xSr_xFe_yCor_yO_3(x、y:0.1、0.3、0.5、0.7、0.9)系列化合物和Lar_xBa_xFe_yCor_yO_3(x、y:0.1、0.3、0.5、0.7、0.9)系列化合物，并对其结构，电性及气敏性质进行了研究。关于ABO_3型稀土过渡金属复合氧化物的结构研究，文献上报道比较混乱，不同的人在进行结构研究中采用不同的结构基元得到了不同的晶型和相应的晶胞参数。本文根据上述化合物的X射线谱图，对其进行指标化，得到了上述两系列化合物为主方晶系结构，晶胞参数计算结果表明：在Y = 0.7时，化合物Lar_xSr_xFe_(0.7)Co_(0.3)O_3的晶胞参数随X值的增大而减小。化合物Lar_xBa_xFe_(0.7)Co_(0.3)O_3的晶胞参数随X值的增大而增大。在X = 0.3时，上述两条系列化合物的晶胞参数均随Y值的增大而增大。对以上两系列化合物所表现出的结构变化规律，我们用起决定作用的离子半径大小进行了解释。针对上述两系列化合物，我们研究了它们的电学性质，研究结果表明，上述两系列化合物，在Y = 0.7时，其室温电阻率均随X在 0 < x < 0.5内增大而减小。在0.5 < x < 1内随X值增大而增大。在X = 0.5时的两个化合物具有最小的室温电阻率。在此方面，其电阻率变化规律与LarxMxBO_3(M:Ca、 Sr、 Ba、 B:Fe Co)化合物的变化规律相似。在X = 0.3时，上述两系列化合物的室温电阻率均随Y值的增大而增大，上述两系列化合物所表现出的室温电阻率变化规律可以运用C. Zener的双交换模型加以解释，同时，低温电阻率测定表明：上述两系列化合物在温度100-263K内，表现半导体性质。液氮温度下它们不具有超导性。除以上研究之外，我们针对Lar_xSr_xFe_yCor_yO_3 (X = 0.3、 Y:0.1、0.5、 0.9, Y = 0.7, X:0.1、 0.9）系列化合物初步地进行了气敏性研究。结果为：化合物La_(0.7)Sr_(0.3)Fe_yCor_yO_3 (Y:0.1、 0.5、 0.9)都不同程度地对乙醇、石油醚、 乙炔、烟具有气敏性，它们对乙醇的气敏响应时间约为1分钟，而对石油醚、乙炔和烟的气敏响应时间要用5分钟左右，在上述化合物中，La_(0.7)Sr_(0.3)Fe_(0.5)Co_(0.5)O_3化合物表现出最强的对乙醇、石油醚、乙炔的气敏性。对化合物La_(0.7)Sr_(0.3)Fe_(0.5)Co_(0.5)O_3的进一步研究表明，在乙醇气氛下，化合物La_(0.7)Sr_(0.3)Fe_(0.5)Co_(0.5)O_3在工作电流I_(Dn) = 0.20A时具有最佳的气敏数应。工作电流高于或低于此值都将导致其气敏效应的大小顺序为La_(0.7)Sr_(0.3)Fe_(0.5)Co_(0.5)O_3 > La_(0.7)Sr_(0.3)Fe_(0.9)Co_(0.1)O_3 > La_(0.7)Sr_(0.3)Fe_(0.1)Co_(0.9)O_3对化合物Lar_xSr_xFe_(0.7)Co_(0.3)O_3 (X:0.1、 0.9)的气敏性研究表明：它们只对乙醇和烟具有气敏性。对上述两种气氛的气敏响应时间为5分钟。上述两种化合物中，La_(0.1)Sr_(0.9)Fe_(0.7)Co_(0.3)O_3气敏效应最强。

Ln-Ba-Cu-Ag-O多元复合物制备、结构及电学性质的研究

本文合成了LnBa_2Cu_(3(1-x))Ag_xO_(7-δ) (x = 0.1,0.3,0.5, Cu = Y,Dy,Ho,Er,Gd) YBa_(2(1-x))Cu_3Ag_xO_(7-δ) (x = 0.05,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6); Y_(1-x)Ag_xBa_2Cu_3O_(7-δ) (x = 0.05,0.1,0.2,0.3,0.5); YBa_2Cu_3O_(7-δ)Ag_x (x = 0.2～2.0), CuBaCu_3O_(7-δ)Ag_x (x = 0.5,1.0, Cu = Dy,Ho,Er)及与之对照的空白样品等一系列超导稀土复合氧化物，对它们的结构、电学性质、Ag的存在状态及Ag的加入方式进行了研究。对这方面的研究目前仍无全面系统的报道。对CuBa_2Cu_(3(1-x))Ag_xO_(7-δ)的研究表明Ag并未取代Cu的格位，少量的Ag加入（x<0.1）就使结构发生破坏，当x>0.1时样品即失去超导性，对光加Ag的YBa_(2(1-x))Cu_3Ag_(2x)Cu_3O_(7-δ)的研究表明，当x<0.6时仍为90k左右的超导体，Ag没有取代Ba的格位，Ag的加入使杂相比例加大，Ag的加入改善了样品晶粒间的弱连接状况，使电流密度明显提高，Ag以单质及复合物形式存在于样品之中。后加Ag方式对结构、电性、无影响没有提高Jc。对光加Ag的Y_(1-x)Ag_xBa_2Cu_3O_(7-δ)的研究表明，x<0.5时样品仍为90k左右超导体，Ag的加入使杂相比例减少，Ag部分以单质及与13a、Cu形成对改善弱连接状有益的复合场的形式存在，部分进入晶格可能占据了Y的格位使C轴变长。Ag的加入改善了样品晶粒间的弱连接状况，从而使Jc大幅度提高，当x=0.1时Jc = 362 A/cm~2，后加Ag的方式对结构、电性、无影响没有提高Jc。对YBa_2Cu_3O_(7-δ)Ag_x的研究表明，加Ag的样品的Jc比不加Ag样品的Jc明显加大，随着Ag量的加大Jc增加，当x=1时Jc最大，当Ag量大于2.0mol时将有大量Ag析出，Ag的加入不影响超导正交结构，部分Ag进入了晶格可能占据了Y的格位，C轴增长，部分以单质及复合物的形式存在，Ag的加入不影响样品的临界温度，使样品电阻降低，电镜分析表明，Ag的加入改善了样品晶粒间的连接状况。CuBaCu_3O_(7-δ)Ag_x与上面体子有相同的性质，在加入1mol Ag得到，Jc：DyBaCu_3O_(7-δ)Ag_(1.0) 113A/cm~2；HoBaCu_3O_(7-δ)Ag_(1.0) 164 A/cm~2 ErBaCu_3O_(7-δ)Ag_(1.0) 177A/cm~2的样品。样品加Ag后密度明显加大，最大可达6.321克/cm~3，硬度也加大具有良好的机械性能。针对在YBaCu_3O_(7-δ)样品中添加Ag，可以做为一种大幅度提高Jc的途径的特点，进行了各种工艺探索，到目前为止，合成出了临界电流密度为570 A/cm~2的样品。

复合氟化物中Eu（II）和某些稀土离子之间能量传递的研究

掺稀土离子的碱土稀土复合氟化物和ABF_3钙钛矿型氟化物是重要的激光和发光材料。Eu(II)是重要的激活离子。利用Eu(II) d→f跃迁的宽带发射和f→f跃迁的锐线发射，Eu(II)作为短波紫外激光材料手荧光材料的激活剂是优良的候选新。因此，如能找到某种敏化剂对Eu(II)产生能量传递，提高d→f或f→f跃迁发射效率，那么对Eu(II)的潜在应用具有重要的实际和理论意义。人们对Eu(II) d-f、f-f跃迁性度和实现f-f跃迁的条件以及Eu(II)对其它离子的纯量传递已进行了许多深入的研究。然而，人们对其它离子对Eu(II)的纯量传递的研究和报道则甚少。本文从研究Eu(II)和Ce(III)在xMF_2-yYF_3 （M = Ca，Sr，Ba；x = 0，1，2，3；y = 0，1，2，3，4，5）和ABF_3（A = K~+，Ba~(2+)；B = Mg~(2+)，Ca~(2+)，Li~+）两体系中的光谱变经规律入手，比较和分析了Eu(II)和Ce(III)的光谱行为及期 影响因素，特别是仔细地考察了氧对Eu(II)光谱的影响。通过比较和分析，指出Ce(III)对Eu(II)产生能量传递的可能性，寻求两新相互敏化的合适的基质。在复合氟化物体系中首次实现了Ce(III)对Eu(II)的能量传递。根据Dexter能量传递共振理论讨论和分析了Ce(III)对Eu(II)能量传递机理和可能传递途径，提出了能量传递模型，估算了各种传递过程的几率，获取了一些有益启示。同时，对Eu(II)和Tb(III)之间的能量传递也做了初步讨论。与某些基质中Tb(III)可对Ce(III)产生能量传递不同，在讨论体系中没有观察到Tb(III)对Eu(II)的能量传递。

分析光谱电化学理论研究和细胞色素C在联吡啶类修饰金电极上直接电子转移机理的探讨

本论文工作主要是关于光谱电化学与生物电化学一些基础理论方面的研究。在光谱电化学方面，它包括：1）．对光谱电化学用于定量分析和理论进行了较系统的研究。2）．将上述光谱电化学池用于阳极溶出分析，即将被测金属先沉积在电极表面进行富集，然后在有显色剂存在的情况下溶出，监测溶出过程中吸光度的变化进行定量测定。3）．首次将上述光谱电化学池用于测定催化反应的速率常数，推导了其理论并采用亚铁氰化钾－抗坏血酸体系进行了实验验证。4）．在平行催化和后行化学反应的光谱电化学研究中采用单电位跃－开路弛豫计时吸收法对平行催化体系进行测定，并从理论上进行推导，得到了一个新且简单并普遍适用的表达式，实验上得到了较好的结果，对后行反应也同样适用。5）．对微柱碳纤维电极上的光谱电化学进行了研究，设计了光谱电化学池。6）．采用循环伏安法和光谱电化学法研究了碱性溶液中铜电极的电化学行为。在生物电化学方面，主要是关于生物大分子如细胞色素C在修饰电极表面的直接电化学，它包括：1）．研究了亚铁氰化钾、抗坏血酸在二硫代双（4－吡啶）修饰金电极上的电化学行为。2）．研究了较高支持电解质溶液中细胞色素C的电化学行为。3）．研究了低浓度支持电解质中细胞色素C的电化学行为。

超微电极理论及其在分析中的应用

近几年来超微电极技术发展极为迅速，它具有体积小，传质快，IR失真小，信噪比高等优点，适用于活体分析及高阻体系、电极过程动力学和快扫伏安等的研究，超微电极为在分子水平研究电化学提供了可能性，特别是最近将超微电极应用于扫描隧道显微镜和电化学显微镜，更体现了研究超微电极的重大意义，因此认识和研究超微电极的理论和应用是非常重要的。本工作从基础入手系统地做了以下几方面的工作：1.超微电极上均相催化反应理论及其应用。2.超微电极上的光谱电化学研究。3.氧化还原物质修饰超微盘电极理论和验证。4.超微电极非稳态计时电流法研究膜内物质扩散。5.高分子溶剂（PEO）中的固态电化学。6.超微电极在分析中的应用。

纳帕海黑颈鹤(Grus nigricollis)越冬行为生态研究

2006年10月～2007年5月，我们采用固定路线调查、瞬时扫描行为取样法对云南纳帕海越冬黑颈鹤的行为时间分配、鹤群结构、栖息地利用等方面作了研究。 黑颈鹤越冬期日间行为主要以觅食和警戒为主，分别为76.81±9.1％和11.84±5.6％，两种行为共占了黑颈鹤日间行为时间分配比例的88.65％；其它几种行为除理羽（5.18±4.2％）、走动（3.37±2.25％）和休息（1.32±1.7％）外，其所占比例均在1％以下，它们分别为：飞行0.59±0.89 ％、鸣叫0.41±0.63％、争斗0.22±0.30％和其它0.22±47％。越冬期中黑颈鹤日间行为具有明显节律性，觅食行为呈早晚双峰型节律，且傍晚的觅食高峰较高。黑颈鹤在纳帕海越冬期间从数量变化上可分为4个时期：1 早期的越冬集散期；2 中期的越冬稳定期；3 晚期的迁飞集散期；4 末期的幼鹤滞留期。鹤群结构及行为在不同的时期之间有着显著的变化。在越冬期中期，黑颈鹤特别是带有幼鹤的繁殖家庭更偏向于选择以家庭为单位的活动形式活动。集群鹤和领域鹤间在行为的时间分配上存在显著差异，集群活动有着集体警戒的优势使得集群鹤有了更多的时间用于觅食，但集群中的繁殖家庭并不能有效的利用这种优势，集群密集活动中高的争斗比例给集群中的幼鹤带更多的威胁，增加了繁殖家庭中成鹤的负担。家庭鹤为了维护领域不受侵犯，付出了更高的警戒时间，而减少了觅食的时间分配，但稳定的环境给幼鹤的稳定成长提供了更可靠的保证。鹤群结构组成的研究表明，繁殖家庭倾向于选择在一定的家庭领域中单独活动，非繁殖成鹤则更多的选择活动在集群中。集群中的幼鹤跟家庭中的幼鹤在觅食、警戒、理羽、走动、休息、争斗等主要行为上并无差异，但集群中的幼鹤的躲避攻击的行为要显著高于家庭活动中的幼鹤，说明了家庭活动对幼鹤有着更好的保护作用，集群中的高争斗行为对幼鹤产生了一定的不利影响。幼鹤和成鹤间行为存在明显差异：幼鹤的觅食比例比较高，略高于集群中的成鹤而显著高于家庭中的成鹤，走动和休息两种行为高于成鹤，相反鸣叫、争斗行为低于成鹤。这说明，幼鹤在活动中的警戒作用很少，更多时间是用于觅食和休息中，家庭中的幼鹤也并不更多的承担警戒和维护家庭领域的任务，而同样以觅食和休息为主。 越冬鹤群白天栖息地主要有浅水沼泽、农地、草地、猪拱地和开阔水域5种，其中猪拱地与草甸裸地为浅水沼泽和草地的次生生境。5种栖息地中以浅水沼泽利用比例最大为32.26％，其次是猪拱地（31.49％），然后农地（18.01％）和草地（10.91％）；开阔水域最小，只5.55％（图11）。这5种栖息地中，农地和猪拱地中鹤群的觅食比例最大分别为：78.85％和76.61％，是黑颈鹤越冬季觅食的重要地点之一。草地中鹤群的觅食行为比例（61.63％）相对其它4种栖息地中的觅食比例中最低，相反，移动和休整行为比例最高，是鹤群休息和转换觅食地的场所。鹤群对浅水沼泽的利用率最大，但浅水沼泽中鹤群的觅食比例并不是最高（71.22％），略低于农地和猪拱地中鹤群的觅食比例，这可能是因为沼泽中食物营养比较高，鹤群可以在不高的觅食时间中获取足够的能量造成的。猪拱地和裸泥地的利用率及鹤群在此种栖息地中的觅食比例均较高，仅次于浅水沼泽和农地两种最主要的栖息地类型，说明家畜的影响在一定程度上为越冬鹤群增加了新的觅食地，有利于黑颈鹤的越冬。 纳帕海越冬黑颈鹤春季迁徙时间从3月底开始持续至4月中下旬，2007年春季迁徙共持续时间22天。天气条件和日时间对鹤群的迁徙有着明显的影响，鹤群迁徙主要出现在晴天或多云天气的10:00-12:00段。晴朗的天气有利于形成上升气流，10:00-12:00时间段上升气流最强、最为稳定，能为鹤群迁徙节省最多的能量，有利于鹤群的迁徙。