DIRECT ION-BEAM DEPOSITION OF CARBON-FILMS ON SILICON IN THE ION ENERGY-RANGE OF 15-500 EV

Direct ion beam deposition of carbon films on silicon in the ion energy range of 15-500 eV and temperature range of 25-800-degrees-C has been studied. The work was carried out using mass-separated C+ and CH3+ ions under ultrahigh vacuum. The films were characterized with x-ray photoelectron spectroscopy, Raman spectroscopy, transmission electron microscopy, and transmission electron diffraction analysis. In the initial stage of the deposition, carbon implanted into silicon induced the formation of silicon carbide, even at room temperature. Further carbon ion bombardment then led to the formation of a carbon film. The film properties were sensitive to the deposition temperature but not to the ion energy. Films deposited at room temperature consisted mainly of amorphous carbon. Deposition at a higher temperature, or post-deposition annealing, led to the formation of microcrystalline graphite. A deposition temperature above 800-degrees-C favored the formation of microcrystalline graphite with a preferred orientation in the (0001) direction. No evidence of diamond formation in these films was observed.

Microscopic analysis of defects in a high resistivity silicon detector irradiated to 1.7x10(15)n/cm(2)

Current-based microscopic defect analysis methods with optical filling techniques, namely current deep level transient spectroscopy (I-DLTS) and thermally stimulated current (TSC), have been used to study defect levels in a high resistivity silicon detector (p(+)-n-n(+)) induced by very high fluence neutron (VHFN) irradiation (1.7x10(15) n/cm(2)). As many as fourteen deep levels have been detected by I-DLTS. Arrhenius plots of the I-DLTS data have shown defects with energy levels ranging from 0.03 eV to 0.5 eV in the energy band gap. Defect concentrations of relatively shallow levels (E(t) < 0.33 eV) are in the order of 10(13)cm(-3), while those for relatively deep levels (E(t) > 0.33 eV) are in the order of 10(14) cm(-3). TSC data have shown similar defect spectra. A full depletion voltage of about 27,000 volts has been estimated by C-V measurements for the as-irradiated detector, which corresponds to an effective space charge density (N-eff) in the order of 2x10(14) cm(-3). Both detector leakage current and full depletion voltage have been observed to increase with elevated temperature annealing (ETA). The increase of the full depletion voltage corresponds to the increase of some deep levels, especially the 0.39 eV level. Results of positron annihilation spectroscopy have shown a decrease of total concentration of vacancy related defects including vacancy clusters with ETA, suggesting the breaking up of vacancy clusters as possible source of vacancies for the formation of single defects during the reverse anneal.

使用 X射线衍射技术判定 Si C单晶体的结构和极性（英文）

使用四圆衍射仪和双晶衍射技术，分析了SiC体单晶的结构和极性。SiC单晶体由化学气相淀积法获得。六方{10-15}极图证明了该单晶结构为6H型。三轴晶衍射中的ω模式衍射强度的差异判定了该单晶的Si终端面和C终端面，即极性面。两个面的一、二、三级衍射强度的测量比值与经过散射因子修正后计算的结构振幅平方比值｜F(000L)｜~2/｜F(000-L)｜~2非常吻合。因此，利用极性面的衍射强度差异，可以方便、严格地判断具有类似结构如2H{0001}、4H{0001}及3C-SiC{111}的极性。

Effects of residual C and O impurities on photoluminescence in undoped GaN epilayers

Photoluminescence (PL) was investigated in undoped GaN from 4.8 K to room temperature. The 4.8 K spectra exhibited recombinations of free exciton, donor-acceptor pair (DAP), blue and yellow bands (Ybs). The blue band (BB) was also identified to be a DAP recombination. The YB was assigned to a recombination from deep levels. The energy-dispersive X-ray spectroscopy show that C and O are the main residual impurities in undoped GaN and that C concentration is lower in the epilayers with the stronger BB. The electronic structures of native defects, C and O impurities, and their complexes were calculated using ab initio local-density-functional (LDF) methods with linear muffin-tin-orbital and 72-atomic supercell. The theoretical analyses suggest that the electron transitions from O-N states to C-N and to V-Ga states are responsible for DAP and the BB, respectively, and the electron transitions between the inner levels of the C-N-O-N complex may be responsible for the YB in our samples. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

UASB反应器处理维生素C生产废水研究

维生素C生产废水有机物浓度高、成分复杂、排放量大，是一种亟待处理的典型工业废水。本研究分别采用实验室规模和中试规模的升流式厌氧颗粒污泥床反应器（UASB）对该制药工业废水的厌氧生物处理工艺进行了较为深入的研究。同时采用两种不依赖于纯培养的分子生物学手段—变性梯度凝胶电泳（DGGE）和扩增核糖体DNA限制性分析（ARDRA）技术揭示了UASB反应器不同运行阶段污泥中微生物群落多样性组成及变化。此外，首次研究了零价铁（Fe0）在厌氧消化过程中对反应器运行及微生物群落结构的影响。 采用城市污水处理厂厌氧消化池絮状污泥和处理啤酒废水的颗粒污泥混合接种，小试中温（35±1℃）UASB反应器在其运行的第65天启动成功。反应器稳定运行阶段，在进水COD浓度为9000mg/L、水力停留时间为12h、容积负荷为13.6 kgCOD/m3.d条件下，其COD去除率稳定在85~90%之间，沼气产率达到4.5 m3/m3.d，沼气甲烷含量平均为72%。中试UASB反应器的接种污泥为厌氧消化污泥，其启动时间相对较长，为90天。在稳定运行期，反应器的进水COD浓度为8000~10000mg/L，水力停留时间和容积负荷分别保持在12~16h和10.6~14.2 kgCOD/m3.d范围，该阶段反应器的平均COD去除率稳定在85%左右，沼气产率平均为5.2m3/m3.d，沼气中甲烷含量为69%。上述结果表明中温UASB工艺用于维生素C生产废水处理是高效、可行的。 与对照反应器相比，添加Fe0的小试UASB反应器的COD去除率和沼气产量分别提高了6.5%和10.2%。同时，磷酸盐平均去除率为79%，比对照提高了64%，目前尚未见类似研究报道。在中试规模的UASB反应器中补充一定量的Fe0可缩短反应器启动时间，促进颗粒污泥的形成，该结果可能具有重要的应用价值。培养试验进一步表明，Fe0可以作为产甲烷菌还原CO2生成甲烷的电子供体。培养实验还表明，当系统中存在硝酸盐（0.40 mM）和硫酸盐（0.26 mM）时，Fe0促产甲烷过程受到一定程度的抑制。 采用细菌通用引物968F/1401R和341F/907R获得的PCR-DGGE指纹图谱均表明UASB反应器不同运行阶段细菌种群结构变化明显。小试和中试稳定期污泥的微生物多样性均高于各自初始接种污泥。产甲烷菌通用引物340F/519R的PCR-DGGE结果显示，虽然接种污泥中产甲烷菌的丰富度系数略低于稳定期，但总体而言，反应器运行期间产甲烷菌的种群组成相对稳定。 通过构建不同处理和不同运行阶段污泥样品的16S rRNA基因文库并对克隆基因进行限制性内切酶消化、测序分析。结果表明，稳定期两个反应器微生物群落结构相似，但与各自接种污泥差异明显。小试UASB反应器接种污泥中细菌的优势菌群分别为变形菌纲的δ亚纲（28.7%）和β亚纲（17.4%），至稳定运行期则演替为革兰氏阳性低GC菌群（21.9%）和变形菌纲的δ亚纲（14.0%）。中试反应器接种污泥Green non-sulfer bacteria（25.9%）和变形菌纲的δ亚纲（16.4%）类群占优势，而稳定期Green non-sulfer bacteria类群（17.9%）、革兰氏阳性低GC菌群（16.2%）和变形菌纲的δ亚纲（15.4%）为优势菌群。 产甲烷菌的优势克隆为SRJ 230、SRJ 26和SRJ 583，前两者分别与Methanosaeta concilii和未培养的Methanobacteria-like克隆Gran7M4的同源性达到97%和98%，后者与Methanomethylovorans. sp同源性为99%。接种污泥中上述类群占总克隆数量的比例较低。小试、中试接种污泥中产甲烷菌分别占7.8%和3.0%，但稳定运行期，该比例明显增加，分别达到21.9%和18.8%。上述结果表明启动期与稳定期污泥产甲烷菌种群组成相对稳定，但各类群数量明显增加。 添加Fe0的UASB反应器稳定运行期污泥中产甲烷菌比例（31.2%）高于对照反应器（24.2%）, 革兰氏阳性低GC类群、变形菌纲的δ亚纲比例差异不明显，而变形菌纲β亚纲（6.0%）和Green non-sulfer bacteria（9.2%）的比例均分别低于对照反应器（13.1%和17.1%）。该结果表明，添加Fe0使反应器内微生物群落多样性发生了显著变化。 此外，在添加Fe0的UASB反应器中检测到特异性的克隆SRJ 341和SRJ 320，两者分别同磷酸盐去除和铁氧化有关的克隆子Orbal D41和Clone195的序列相似性达95%和96%。这两个类群可能分别与磷酸盐去除及铁促产甲烷作用密切相关。这一结果尚未见报道。

全球变化背景下科尔沁沙地生态系统C、N循环过程

工业革命以来，由于人口的快速增加和人类活动的强烈干扰（主要包括煤炭、石油等石化燃料的燃烧、化肥生产和使用）导致土地利用/覆被变化、大气CO2浓度升高、N沉降等一系列全球环境变化问题。有关陆地生态系统生物地球化学循环，尤其是陆地生态系统C、N循环及其耦合过程方面的研究成为全球变化科学研究领域的重要内容。 干旱/半干旱地区占地球陆地总面积的1/3。与湿润地区相比较，干旱/半干旱地区生态系统稳定性比较差，往往属于生态脆弱区。因此，全球变化对干旱/半干旱地区生态系统影响更加敏感。科尔沁沙地位于我国北方干旱/半干旱地区，是我国典型的农牧交错区和生态脆弱区。科尔沁沙地是世界上人口密度最高的干旱/半干旱地区之一，人类活动对其影响剧烈。然而，有关科尔沁沙地生态系统C、N元素生物地球化学循环过程对土地利用/覆被变化、N沉降等全球变化响应及其反馈机制的研究非常缺乏。因此，本文以科尔沁沙地退化沙质草地、农田、不同年龄樟子松和杨树人工林等生态系统为对象，开展了造林、模拟N沉降和凋落物管理对生态系统C、N元素循环过程影响的研究。 在科尔沁沙地东南缘，以退化沙质草地、樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica）人工林（15、24和30年生）、杨树（Poplus xiaozhuanica）人工林（7、11和15年生）为对象，研究草地转变为林地对生态系统C、N储量影响；以退化草地、榆树疏林草地和32年生樟子松人工林为对象，比较草地造林对土壤C、N循环过程及其土壤微生物性状的影响；以农田和5、10、15年生杨树人工林为对象，研究退耕还林对生态系统C、N储量和循环过程影响；以35年生樟子松人工林为对象，模拟研究N沉降和凋落物管理对生态系统C、N循环过程影响。通过上述研究，得到以下主要结果： （1）草地生态系统总C储量为34.38 Mg ha-1，15、24和30年生樟子松人工林生态系统总C储量分别为43.56、60.45和66.59 Mg ha-1，7、11和15年生杨树人工林生态系统总C储量分别为34.54、48.26和78.77 Mg ha-1；与农田相比，退耕5年的杨树人工林生态系统总C库储量下降13%，而10年和15年杨树人工林分别增加了176%和5倍；随着人工林年龄的增加，地上植被生物量C库储量占生态系统总C库储量的比例逐渐增加，并主要分配在树干。草地生态系统总N库储量为2.54 Mg ha-1，15、24和30年生樟子松人工林生态系统总N库储量分别为1.96、2.10和2.19 Mg ha-1，7、11和15年生杨树人工林生态系统总N库储量分别为2.27、1.84和2.60 Mg ha-1；与农田相比，退耕5年的杨树人工林生态系统总N库储量下降32%，而10年和15年杨树人工林分别增加了47%和76%；农田和草地造林后生态系统N储量依然主要分配在土壤中。 （2）草地和农田造林后土壤C、N库储量的变化受多因子的影响，例如林龄、树种种类以及立地条件等。农田和草地造林初期，土壤C、N库储量表现出下降趋势，随着林龄的增加，土壤C、N储量逐渐恢复。草地营造樟子松人工林30年后，0–60 cm深度土壤C、N储量依然显著低于草地；与草地相比，15年生杨树人工林土壤C、N储量差异不显著。在立地条件较好的情况下，10年杨树人工林土壤C、N储量已显著高于农田；然而，在立地条件相对较差的情况下，15年杨树人工林土壤C、N储量仍然与农田相比差异不显著。 （3）土地利用变化能够强烈地改变土壤C、N循环过程。与草地或疏林草地相比，32年生樟子松人工林土壤C、N、P含量显著降低；土壤C、N矿化过程发生显著变化，并且受季节变化的影响；在不同季节，土壤微生物量碳含量、代谢熵（qCO2）、微生物熵（MBC/TOC）以及土壤酶活性等在不同土地利用条件下表现出规律不一致。同样，农田退耕杨树人工林能够显著影响土壤C、N矿化过程，土壤无机氮（铵态氮+硝态氮）含量，土壤微生物量碳含量以及土壤微生物活性。草地造林在一定程度上导致土壤质量下降。而农田造林有利于土壤质量改善，尤其在在立地条件较好情况下。 （4）N添加增加对沙地樟子松人工林地上和地下C、N元素含量影响不大；N添加1年后，仅林下植被C、N含量显著增加，高氮处理（N15）凋落物N含量显著增加。N添加抑制了沙地樟子松人工林凋落物的早期分解和N、P元素释放。5、6、8和9月份土壤无机N含量均随着N输入增加表现出一定程度的增加，然而，7月份N添加导致土壤无机N含量降低。N添加对土壤潜在N矿化速率影响不显著。7和8月份N添加影响土壤C矿化速率，而其它月份影响不显著。低氮处理（N5）有利于增加土壤微生物量碳含量，而高氮处理（N15）在一定程度上降低土壤微生物量碳含量。 （5）凋落物输入变化（凋落物添加和凋落物移出）在一定程度上改变了35年生沙地樟子松人工林生态系统C、N循环过程。凋落物移出（C0）增加了林下植被C含量，降低了树木叶片N含量。凋落物移出抑制了凋落物分解和P元素的释放，而增加了C元素的早期释放速率，对N元素释放过程影响不显著。凋落物输入变化对不同月份土壤无机N含量和土壤N矿化过程影响均不显著。仅在6月份凋落物移出显著抑制了土壤C矿化速率，其它月份差异均不显著。凋落物管理对土壤微生物量碳含量影响不显著。 以上研究结果表明，土地利用变化、N沉降和凋落物输入改变等能够影响半干旱地区沙地生态系统C、N储量和循环过程。尤其是土地利用变化强烈改变沙地生态系统C、N储量、分配格局和循环过程，并且受到多因子的影响。科尔沁沙地樟子松人工林生态系统C、N元素生物地球化学循环存在密切的耦合关系。今后有必要进一步结合3S技术、同位素技术、模型模拟以及分子生物学技术等，从微观-宏观不同尺度上，研究半干旱地区沙地生态系统C、N循环过程对全球变化的响应及其反馈机制。

不同施肥制度下土壤微生物体C、N量季节变化及其在土壤N素供给中的作用

本文利用改进的“氯仿薰蒸天菌法”比较了两种不同施肥制度下土壤微生物体C.N量及其季节变化，估算土壤生物量的周转速度和在土壤N素供给中的作用。循环处理土壤的基础呼吸较非循环处理高出14%。N矿化强度高出20%。土壤生物量平均增长11%。表明循环处理分解有机物料和供给养分的能力较非循环处理强。并且随着土壤有机肥料的循环回田。土壤生物量的周转速度加快。年矿化量增加。成为土壤供N中不可忽视的N源之一。同时耕层土壤微生物体生物具有明显的季节变化。全年呈春秋低，夏季高的变化趋势。据1988年偏低的估算，土壤生物量年变化幅度为±15%（非循环）和±17%（循环）。周转速度为37%（非循环）和48%（循环），年矿化量占土壤供N总量的10%（非循环）和13%（循环）。

激波管壁AlO自由基B~2∑~+-X~2∑~+和C~2∏_r-X~2∑~+带系辐射光谱的研究

爆轰驱动过程中产生的高温高压气流对铝质膜片、激波管壁产生烧蚀和冲刷作用,以致激波管壁、端盖上附有氧化铝等杂质,而高温下AlO自由基在气体分子的高速碰撞下被激发并产生强烈的辐射,从而干扰了高温气体辐射光谱的分析。用爆轰驱动加热技术将空气加热到4 000~7 000 K,利用多通道光学分析仪对AlO自由基辐射光谱进行分析,实验发现在460~530 nm波长范围内有多支辐射非常强烈的AlO自由基B2Σ+-X2Σ+(T00=20 689 cm-1)带系辐射谱带,且每支谱带都由多个带头组成,带头间隔约为2 nm,带头处于高频位置并向低频方向伸延。通过实验与理论计算相结合,重点分析了AlO自由基B2Σ+-X2Σ+带系辐射光谱的结构特征。AlO自由基C2Πr-X2Σ+(T00=33 047 cm-1)带系辐射光谱处于270~335 nm波长范围内,其辐射强度相对于B2Σ+-X2Σ+带系较弱,并且与OH基A2Σ+-X2Π(T00=32 682 cm-1)带系辐射光谱互相干扰而难以分辨,对该波段高温空气的辐射光谱分析产生不利的影响。

杜仲对~(12)C~(6+)离子束辐照小鼠防护作用的研究

<正>目的:研究杜仲对辐射损伤小鼠的保护作用。方法:照前2周给小鼠口服不同浓度的杜仲粗提物,后给予2Gy12C6+离子束全身均匀辐照。照后8h用流式细胞仪检测小鼠胸

褪黑素对~(12)C~(6+)束辐照损伤小鼠肺的防护作用研究

<正>目的:探讨褪黑素(Melatonin,MLT)对重离子辐照损伤小鼠肺的防护作用,为褪黑素的抗辐射功能[1][2]进一步提供实验依据。方法:预先给小鼠腹腔注射10mg/kg的

~(12)C~(6+)离子辐射对细胞存活增殖及模拟失重和辐射对家蚕卵发育的影响

目的:观察重离子辐射后人骨肉瘤细胞MG-63、人胚胎皮肤成纤维细胞ESF-1和人胚胎肝正常细胞HEL-1的生存和增殖情况,及重离子辐射和模拟失重环境处理后家蚕卵的孵化和发育情况,初步探讨重离子辐射对细胞及复合环境对家蚕卵的一些生物学效应.方法:利用超导磁体模拟失重环境,利用重离子加速器产生12C6+离子,用不同剂量辐射细胞和家蚕卵,检测在重离子辐射后细胞的存活和克隆形成能力及复合条件下家蚕卵的发育情况.结果:HEL-1细胞在0.1Gy时存活率已经开始降低,且随辐射剂量的增大这种影响也增加,到1.5Gy时存活率降低50%.ESF-1细胞在1.5Gy时存活率下降约20%,但辐射对骨肉瘤MG-63细胞的存活率影响不大.HEL-1和ESF-1细胞受到0.1Gy的辐射后克隆形成能力就明显降低90.2%和79.1%,而MG-63细胞一直保持较高的克隆形成率,直到1.5Gy时迅速降低75%.家蚕的出蚁率随辐射剂量的增大而降低,到30Gy时出蚁率降到2.22%.当辐射剂量为0～10Gy时,家蚕卵在两种不同重力条件下的孵化率没有明显差异.但当辐射剂量增加到15,20和30Gy时,失重环境明显促进了家蚕卵的孵化.另外,失重环境下家蚕卵的孵化时间比正常条件下缩短约3d左右.同时,高剂量的辐射处理会延迟家蚕幼虫的生长.结论:重离子辐射降低了细胞的存活和增殖能力,同时影响了家蚕从受精卵到幼虫的发育,降低了出蚁率.失重环境可以缩短家蚕卵的孵化时间.

C~(4+)离子与金属表面碰撞引起的X射线产生截面的研究

<正>离子与原子碰撞物理学是利用离子与原子相互作用,通过测量碰撞产物的状态及碰撞产物之间的相关性来研究碰撞机制和过程的一门学科。测量碰撞后的各种反应产物及其截面数据,对于天体物理、重离子物理、受控热核聚变、材料科学、粒子加速器技术及激光技术等许多研究领域都有十分重要的意义。

CSR60°二极C型铁磁场特性的研究

兰州重离子加速器冷却储存环主环注入线二极C型磁铁首次采用了磁极头中埋置垫补线圈调整磁场均匀度的设计 .在其磁场测量中 ,使用了点测和积分测量的方法对其各方面特性参数进行了测量 ,并对积分场的测量结果以及内置垫补线圈对均匀场的垫补效果进行了详细的非线性分析 .

~(28)Si+~(12)C中的两体反应与全熔合反应

利用ΔE E望远镜系统测量了 1 56 3MeV2 8Si+ 12 C反应 (近对称系统 )中出射的Z =4— 1 4的产物元素的能谱和角分布 ,并由此给出了这些产物的胁变截面图 .从理论上计算了Z =4— 1 1产物的实验室系最可几动能分布E1(θ)和各元素的质心系的总动能分布Et(Z) ,指出了这些产物主要来自系统的两体反应过程 .还给出了该反应系统的全熔合截面值为 (980± 68)mb ,并指出从低能数据外推到此能量下的全熔合截面值与实验值之差主要归因于两体过程 .

Study of n=2, Delta n=0 transition of Be-, B-, C-, N- and O-like sequence in the beam-foil spectrum of titanium

The foil-excited the spectrum of highly stripped titanium ions between 12-40 nm has been studied. Titanium ions of 80 and 120 MeV were provided by the HI-13 tandem accelerator at the China Institute of Atomic Energy. GIM-957 XUV-VUV monochromator was refocused to get highly-resolved spectra. Our experimental results and the published spectral data of laser-produced plasma show agreement in nearly all cases within +/- 0.03 nm. The spectra contained some weak or strong lines previously unclassified. These spectral lines mainly belong to 2s2p(2) for TiXVIII, 2p(3) for TiXVIII, 2s2p(3) for TiXVII, 2p(6)4p for Ti XII and 2p(6)3d for Ti XII transitions.