在辉光放电中八氟环丁烷聚合的研究

I 理论部分：对未知结构聚合物的ESCA谱进行表征，一是利用已知结构小分子化合物的ESCA谱中结合能值进行标定，二是运用电荷电位模型经量子化学计算对谱峰进行归属。由于所处化学环境不同，用小分子化合物的ESCA谱峰位对象合物标定不够准确，量子化学计算又太复杂。本工作提出了电负性经验公式，可计算ESCA谱中C_(1S)结合能位移值，与实测值作对照即可判断聚合物结构，方法简便，准确可靠。电负性经验公式表达如下：聚合物分子链上某碳原子1S电子结合能位移ΔEc可看作该碳原子与相邻基团间电负性差值和的函数，即ΔEc = K_c ∑ from i=1 to 4 1/(n_i) (X_i - 2.5) + b。聚合物分子链上各碳原子的实际电负性为X_c = (∑ form j=1 to 4 1/(n_j) X_j/∑ form j=1 to 4 1/(n_j) + 2.5)/2运用电负性经验公式计算了九个模型化合物中C_(1S)的ΔEc，推导出F作为α、β、γ位碳上的取代基的对α位碳上1s电子结合能位移影响产生的效应值，即，对于ΔEc = aα + bβ + cγ，有α = 3.018 (±0.007)，β = 0.2513 (±0.0007) γ = 0.0176 (±0.003)。此结果与ESCA谱实测值相符。本工作设计了十六种化合物模型，模型中具有含氟等离子体聚合物中可能存在的大部分基团，通过电负性经验公式计算求得化学环境不同的C_(1S)结合能位移值，把ESCA谱的实测值和计算值进行对照，可对象合物的求知结构作出大致判断。II 在辉光放电中八氟环丁烷的聚合与刻蚀反应：在碳氧化合物的辉光放电中同时存在聚合与刻蚀两种相反的过程，聚合与刻蚀竞争的结果对聚合速率，产物结构都有很大影响。本工作通过测定聚合速率、IR谱、ESCA谱研究了反应条件对八氟环丁烷等离子体聚合与刻蚀的影响，得到了一致的和半定量的结果。实验证实，随着功率的增大或压力的减小，刻蚀有增强的趋势，不同的等离子气体对聚合与刻蚀的竞争过程有不同的影响，刻蚀强弱的顺序为Ar>N_2>H_2>He，增加等离子气体对单体的比率，引起刻蚀增加。聚合速率不随功率的改变而变化的状态是由聚合与刻蚀间的平衡引起的。随着功率增大或压力减少，聚合产物支化程度增加，线性程度减小，F/C比相应减小。同样随等离子气体种类不同，聚合物支化程度大小的顺序是Ar>N_2>H_2>He，F/C比相应变化。总之，聚合产物支化程度的变化和聚合与刻蚀的竞争结果相一致。对等离子体聚合与刻蚀竞争过程的定量描述未见文献报导。III 八氟环丁烷等离子体聚合物的结构和表征：用IR和ESR谱测得OFCB等离子体聚合物中存在五种元素：C、F、O、N、Si，并对可能存在于结构中的基因作了分析。通过NaHSO_3的亲核双键加成反应，用IR和ESR谱证实了等离子体聚合物中存在的双键及其类型。类似工作未见文献报导。用CuSO_4·5H_2作标样，测出PPOFCB中的自由基浓度为10~(19)自旋数/克。在80、100、120、140 ℃考察PPOFCB中俘获自由基的衰减过程，证实此过程涉及两类不同的反应，一是自由基的复合反应，二是自由基的氧气的终止反应。对上述两类反应进行动力学处理，求出了自由基复合反应在不同温度时的速度常数，并得到反应治化能为374焦耳/摩尔或8.869千卡/摩尔。氧和自由基的终止反应中，氧气的扩散过程是决定反应速度的步骤，反应速度常数就是扩散速度常数，K = 5.3 * 10~(-23)自旋数~(-1)、克分~(-1)。根据VPO测出的PPOFCB的分子量和自由基浓度，算出每4.5个分子中有一个自由基。类似工作未见文献报导。PPOFCB的分子量随反应条件不同而变化，用VPO测出，在80W和40W功率，在Ar存在下制备的OFCB等离子体聚合物的分子量分别为2736和2003。用~(19)F-NMR谱对PPOFCB中的基团进行定量计算，得出在一个90W，He气中制备的聚合物分子中，CF_3-CF_2为6.1，CF_2为13.5，CF_3-CF为7.9，CF为17.5，CF_3-C为6.1，C为13.5。在用上述方法进行结构表征的基础上，提出了OFCB等离子体聚合物的结构模型。IV 八氟环丁烷等离子体聚合的反应历程：以Ar、N_2、H_2、He为等离子气体，分别对OFCB等离子体聚合的气体冷凝物进行GC-Mg、~(19)F-NMR和ESR测试，观察到在气相中，OFCB经历了等离子态反应。单体被打断的程度，和高能电子浓度有关。体系中电子浓度依赖于气体的第一电离势和气相内的化学反应类型。初级粒子二氟卡宾：CF_2和中间体六氟丙烯是气相中的主要产物。~(19)F-NMR证实气相中存在支化产物，表明聚合物在气相中发生了重排。ESR谱测得，在气相产物中存在高浓度的由二种以上组分混合而成的自由基，自由基间的复合反应是生成聚合物的主要增长过程，气相产物的分子量随放电功率的升高而增大。根据聚合物中存在的高含量CF_3基团，分析了CF_3基团对聚合过程的影响。CF_3基团产生了屏蔽效应，它既保护了聚合物不致被降解，也限制了生成高分子量产物。实验证实，CF_3基团的生长来自F的重排，同时未自支化气相产物的非均相增长。OFCB等离子体聚合物中俘获自由基主要是由高能电子轰击聚合物表面产生的，同时来自被固相吸附的带有自由基的气相产物。在碳氟化合物的等离子体聚合中，吸附是和聚合同样重要的过程，气相产物被吸附后，可继续再引发、增长、刻蚀等反应过程、直到成为固相内层分子为止。ESR谱证实，高能粒子的轰击在辉光放电中起主导作用，紫外辐射对含氟聚合物引发和脱氟作用微弱。在气相和表面反应历程讨论的基础上，提出了OFCB等离子体聚合的反应历程模型，解释了碳氢和碳氟两个等离子体象合体系遵循不同反应历程的原因。本部分工作的实验和反应历程解释基本未见文献报导。

冠醚修饰电极及其在分析化学中的应用

本论文较系统地研究了Naf:on聚合物薄膜冠醚修饰电极阳极溶出伏安法在分析中的应用。首次将Naf:on薄膜冠醚类化合物修饰电极应用于铊、银和铅三种离子的测定，得到了高灵敏度的分析方法亦用于实际样品测定。用涂层法制备了Naf:on聚合物薄膜冠醚（二环已基18－冠－6）化学修饰电极，用这种修饰电极测定金属离子的高灵敏度来源于将Naf:on对大阳离子的强离子交换能力、冠醚类化合物络合金属阳离子形成大阳离子的能力与溶出伏安法的高灵敏度三者的结合，冠醚化合物中性分子可与金属阳离子络合形成大络阳离子：M~(n+)＋qC=(MC_q)~(n+) Naf:on膜由于其具有的对大阳离子的强交换能力而将冠醚与和金属离子形成的大阳离子络合并吸附于电极表面，在溶出伏安法的富集过程中，电位置于是以令（MCq）~(n+)还原的位置以使（MCq）~(n+)还原：（MCq）~(n+)＋ne=M＋qC 析出的零价态的金属可在Naf:on膜内固定，同时又放出冠醚分子成为新的未被占据的络合吸附中心，继续捕获溶液中的阳离子从而起到富集作用。由于使用溶出伏安法排除电极表面络合吸附饱和的问题，从而使本方法灵敏度大大高于一般的使用化学修饰电极进行预富集的分析测定方法。提出了Naf:on薄膜冠醚修饰电极阳极溶出伏安法测定水溶液中Te(I)的方法，在电位为－1.30 Vvs.Ag/Ag ce处0.1高氯酸锂溶液中，用该修饰电极富集30分钟，检测下限可低至2×10~(-12)M（0.4 ppt）。溶液中Te(I)浓度在5×10(-12)M～1×10(-8)M范围内与溶出峰电流成良好的线性关系且通过原点，可以用标准加入法测定。常见共存元素Zn（II），Su（II），Cu（II），Fe（II），Co（II），Ni（II），In（III）等无干扰。Pb（II）与Cd（II）共存时对Te（I）有干扰，同1×10~(-3)M EDTA掩蔽可有消除干扰。测定了合成样品中的Te（I）含量，平行测定七组样品相对标准偏差4.2％。本文法是目前Te（I）的分析中最灵敏的电化学方法之一。提出了Naf:on薄膜冠醚修饰电极阳极溶出伏安法测定水溶液中Ag（I）的方法。在0.01MHNO_3 4～7×10~(-3)M Cl混合溶液中，检测电位在－0.30Vvs.SCE富集30分钟，检出下限可低至2×10~(-12)M，是迄今所见Ag（I）的分析中灵敏度最高的电分析方法。Ag（I）浓度在2×10~(-11)M～1×10~(-8)M范围内与溶出峰电流成良好的线性关系且通过原点。五到十倍量的Hg（II）和Au（II）有干扰。用本法测定了分析纯硝酸铵中的银含量为0.000048％，平行测定七组样品相对标准偏差为3.7％。提出用Naf:on薄膜冠醚修饰电极阳极溶出伏安法测定水样中铅的方法。在0.lMLiNO_3底液中，电位在－1.10Vvs.SCE富庥3分钟检测限达5×10~(-10)M，方法快速灵敏。Pb（II）浓度在1×10~(-9)～1×10~(-7)M范围内与溶出峰电流呈线性关系。1×10~(-6)以上Cu（II）存在使Pb（II）的峰电流时显增加。用本方法测定了自来水样中的铅含量，平行测定七组样品相对标准偏差8.0％。该修饰电极在K~+浓度为1×10~(-5)～1×10~(-7)M范围内对K~+有能斯特响应。本工作为铊、铅、银的痕量分析提供了高灵敏度的方法，为溶出伏安法摆脱汞污染的问题做出了贡献，为化学修饰电极用于分析化学领域提供了新的途径。

24-二甲基戊二稀土化合物的合成

本文叙述了2.4-二甲基戊二烯基稀土金属有机化合物的合成并通过元素分析，红外光谱、核磁共振谱及质谱的鉴定。测定了Gd(2.4-GH_(11))_3的单晶结构，此外还合成了（2.4-GH_(11)K.TMEDA及K_2C_8H_8·3THF并也测定了它们的晶体结构。在所合成化合物的红外光谱中，没有属于C=C双键的吸收峰，表明分子中配位体以η~5形式的大π键体系与稀土金属离子结合，在Ln(2.4-GH_(11))_2Cl·TMF和Ln(2.4-GH_(11))Cl_2·GH_THF的红外光谱中，于1060波数附近出现一强而宽的吸收峰，即化合物中有四氢呋喃分子络合。化合物的室温NMR谱有四个吸收峰，2.4-二甲基戊二烯配位体可能为η~5平面∪或W构型。化合物的水解'H-NMR谱与质谱都证实水解产物为2.4－二甲基－1.3－戊二烯。它是－2.4二甲基戊二烯阴离子水解所得的唯一产物，它表明化合物中的配位体确为2.4－二甲基戊二烯阴离子。(2.4-GH_(11))_2Cl·TMDA配合物晶体结构是应用低温X－射线衍射技术用Nicolet R_3 M/E型四园衍射仪LT－1低温装置并利用重原子法测定的最小二乘法精修至收敛时的一致性因子R=0.055. Rw=0.057。晶体属单斜晶系P21/n空间群。晶胞参数a=11.322(4)A, b=9.242(3)A, c=15.956(5)A. β=106.70(3)分子中2.4－二甲基戊二烯阴离子呈平面∪构型。钾离子与四甲基乙二胺二啮体结合形成的络合阳离子和2.4-二甲基戊二烯阴离子相间排列形成无限链状结构分子。2.4－二甲基戊二烯阴离子的C－C键长明显分为中间与外端C－C键两组。外端组C－C键双性质较强键长较短。表明C3具有负电荷的共振杂化体贡献较大。分子中K－C键最短的是K-C(1.5)。而不是具有较多负电荷的C3－K键。这可能是由于几何因素造成的。K_2C_8H_8·3THF的晶体结构是采用与前者相同的方法测定的。它属三斜晶系，PT空间群，晶胞参数a=10.263(3)A, b=13.157(4)A, c=9.443A, α=87.51(2)°, β=114.93(2)°, γ=76.81(2)°. V=1111.6A, R=0.051. 晶体中负二价的环辛四烯阴离呈平面构型，具有中心对称性，两侧与两中心对称相关的钾离子连接，相邻的非等效的钾离子间通过两四氢呋喃分子的氧原子相连接，从而形成了无限链状结构的分子。环辛四烯反映了Huckel的4n+2芳香性规则。该结构的特别之处在于四氢呋喃分子的氧原子以桥键形式与两个钾离子同时连接。而这种形式的桥键在其它化合物中似还未发现。Go(2.4-GH_(11))_3的晶体结构亦是采用与前述相同的方法测定的。其晶体为三斜晶系，PT空间群，晶胞参数a=12.541A, b=12.853A, c=8.432A, α=91.44°, β=108.61°, γ=117.97°, V=112.54A~3. 结构测定表明，Gd(2.4-GH_(11))_3分子具有C_3h对称性。三个配位体阴离了的九个带负电荷的碳原子近似以三帽三角棱柱形式与钆离子配位。分子中2.4－二甲基戊二烯阴离子的C－C键长－亦分为而组。外端C－C键较中间C－C键强，键长较短，亦表明C3具有较多的负电荷。2.4－二甲基戊二烯阴离子本身近似呈平面∪构型。C2,C4偏离由C1 C3 C5三碳原子构成的平面0.067A。方向上远离中心钆离子。可能在此以离子性为主的化合物中，钆离子与不带电荷的C2 C4间的相互作用有些排斥性质。与Nd(2.4-GH_(11))_3不同的是，在Gd(2.4-GH_(11))_3分子中，Gd-(C(1,5）键最短，而不是Gd-C(3)键。这可能是由于钆离子的半径较小，化合物的空间位阻效应较大所致。

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。

Study of GSMBE growth and characteristics of high-quality strained In0.63Ga0.37As/InP quantum wells

High-quality compressively strained In0.63Ga0.37As/InP quantum wells with different well widths (1-11 nm) have been grown coherently on InP substrates using a home-made gas source molecular beam epitaxy (GSMBE) system. The indium composition in the wells of the sample was determined by means of high-resolution X-ray diffraction and its computer simulation. it is found that the exciton transition energies determined by photoluminescence (PL) at 10 K are in good agreement with those calculated using a deformation potential model. Sharp and intense peaks for each well can be well resolved in the 10 K PL spectra. For wells narrower than 4 nm, the line width of the PL peaks are smaller than the theoretical values of the line-width broadening due to 1 hit interface fluctuation, showing that the interface fluctuation of our sample is within 1 ML. For wells of 7 and 9 nm, the PL peak widths are as low as 4.5 meV.

Pressure dependence of the electronic subband structure of strained In0.2Ga0.8As/GaAs MQWs

We have measured low-temperature photoluminescence (PL) and optical absorption spectra of an In0.2Ga0.8As/GaAs multiple quantum well (MQW) structure at pressures up to 8 GPa. Below 4.9 GPa, PL shows only the emission of the n = 1 heavy-hole (HH) exciton. Three new X-related PL bands appear at higher pressures. They are assigned to spatially indirect (type-II) and direct (type-I) transitions from X(Z) states in GaAs and X(XY) valleys of InGaAs, respectively, to the HH subband of the wells. From the PL data we obtain a valence band offset of 80 meV for the strained In0.2Ga0.8As/GaAs MQW system. Absorption spectra show three features corresponding to direct exciton transitions in the quantum wells. In the pressure range of 4.5 to 5.5 GPa an additional pronounced feature is apparent in absorption, which is attributed to the pseudo-direct transition between a HH subband and the folded X(Z) states of the wells. This gives the first clear evidence for an enhanced strength of indirect optical transitions due to the breakdown of translational invariance at the heterointerfaces in MQWs.

High-pressure study of optical transitions in strained In0.2Ga0.8As/GaAs multiple quantum wells

We have measured low-temperature photoluminescence (PL) and absorption spectra of In0.2Ga0.8As/GaAs multiple quantum wells (MQW's) under hydrostatic pressures up to 8 GPa. In PL, only a single peak is observed below 4.9 GPa corresponding to the n = 1 heavy-hole (HH) exciton in the InxGa1-xAs wells. Above 4.9 GPa, new PL lines related to X-like conduction band states appear. They are assigned to the type-II transition from the X(Z) states in GaAs to the HH subband of the InxGa1-xAs wells and to the zero-phonon line and LO-phonon replica of the type-I transition involving the X(XY) valleys of the wells. In addition to absorption peaks corresponding to direct exciton transitions in the wells, a new strong absorption feature is apparent in spectra for pressures between 4.5 and 5.5 GPa. This absorption is attributed to the pseudodirect transition between the HH subband and the X, state of the wells. This gives clear evidence for an enhanced strength of indirect optical transitions due to the breakdown of translational invariance in MQW structures. From experimental level splittings we determine the valence band offset and the shear deformation potential for X states in the In0.2Ga0.8As layer.

截止波长12μm的InAs0.04Sb0.96/GaAs的熔体外延生长及特性研究

用熔体外延(ME)法在半绝缘(100)GaAs衬底上成功生长出了截止波长为12 μm的InAs0.04Sb0.96外延层.傅立叶变换红外(FTIR)透射光谱揭示,InAsSb合金的禁带宽度被强烈变窄.通过分析InAs0.04Sb0.96外延层载流子浓度的温度依存性表明,其室温禁带宽度为0.105 5 eV,与透射光谱测得的数值很好地一致.通过测量12～300 K的吸收光谱,研究了InAs0.04Sb0.96/GaAs的禁带宽度的温度依存性.霍尔测量得出300 K下样品的电子迁移率为4.47×104 cm2/Vs,载流子浓度为8.77×1015 cm-3;77 K下电子迁移率为2.15×104 cm2/Vs,载流子浓度为1.57×1015 cm-3;245 K下的峰值迁移率为4.80×104 cm2/Vs.

视觉密码方案的构造

视觉密码学是在最近十余年间逐渐发展起来的新型密码学分支。近年从事视觉密码学研究的学者越来越多，研究结果频现于三大密码学会和Journal of Cryptology, Designs, codes and cryptography和IEEE Transactions on Image Processing等高水平期刊上。视觉密码方案（VCS）具有的针对图片加解密，视觉解密，秘密共享和无条件安全等特点，较之传统的秘密共享方案，它具有解密设备简单的优点，解密过程不需要使用者拥有任何密码学知识，可以直接观察到解密图片。而较之传统的秘密隐藏方案，他具有信息容量大的优点，可以加密整幅图片的秘密信息，而且由于其加解密的对象是图片，因此其信息内容可以灵活多变。视觉密码方案可以应用在秘密共享，信息隐藏，身份认证/鉴别以及版权保护等方面。随着具有更多特殊性质的视觉密码方案的提出，其应用范围也会越来越广。本文的工作主要集中在两个方面：视觉密码方案的构造和分析以及视觉密码相关问题的研究。 在视觉密码方案的构造和分析方面，本文所做的工作主要包括： 本文在第二章提出一个利用嵌入技术构造有意义分享图片视觉密码方案（EVCS）的方法。与已知的构造相比，其优点包括：(1) 可以直接处理灰度图片；(2) 具有较小的秘密图片像素扩张；(3) 可以针对一般存取结构构造，且总是无条件安全的；(4)每个参与者只分配一张分享图片；(5) 具有在分享图片像素扩张、分享图片视觉效果和秘密图片像素扩张之间相互取舍的灵活性。 本文在第三章提出了一种针对一般存取结构的VCS的递归构造方法，与过往的VCS相比，在大多数存取结构下，本文的方法在平均像素扩张，像素扩张和对比度方面都有所改进。根据本文的构造方法，可知针对一般存取结构的VCS的构造可以通过递归调用(2,2)-VCS来实现，而无论其所基于的是“OR”还是“XOR”运算。本文的方案最终可能分配给某个参与者多张分享图片，由于平均像素扩张的降低，因此这一点并不能称之为缺点。另外，利用本文中的方案可以构造出针对一般存取结构的基于“XOR”运算的VCS。 对于彩色视觉密码方案（CVCS），基于Naor-Shamir视觉密码模型，本文在第四章提出一个的没有像素扩张的(k,n)-CVCS，以及与对应的黑白(k,n)-EVCS具有相同像素扩张的(k,n)-CEVCS；基于Tuyls视觉密码模型，本文首先分别提出了黑白(k,n)-VCS和黑白(k,n)-EVCS，并以此为构件提出(k,n)-CVCS和(k,n)-CEVCS。仿真实验结果表明，本文提出的方案具有较好的视觉效果。 对于防止欺骗的视觉密码方案，本文在第五章首先分析了已知的几种防止欺骗的视觉密码方案（CIVCS）的缺陷，然后提出一个新的CIVCS来避免这些缺陷。本文所提出的CIVCS构建于已知的VCS之上，在只泄漏极少量秘密图片的信息的情况下达到了很高的安全性。并且可以针对一般存取结构。本文所提出的CIVCS也可以应用在底层运算为“XOR”运算的VCS之上。另外，本文所提出的CIVCS可以根据参与者携带验证信息的多少，可以检测出欺骗行为或者可以揪出具体的欺骗者。 本文在第六章研究了基于“XOR”运算的(2,n)-VCS的最优化问题。给出了基于“XOR”运算的(2,n)-VCS的最小像素扩张，以及具有最小像素扩张条件限制下的最大对比度和最大平均对比度。另外给出了基于“XOR”运算的(2,n)-VCS的最大对比度，以及具有最大对比度条件限制下的最小像素扩张。上述四类方案在本文中都给出了具体的构造方法，以及相关对比度，像素扩张和基矩阵的结构性质的证明。本文中的结果表明基于“XOR”运算下的(2,n)-VCS的各个参数都要比基于“OR”运算下的对应的参数要好。本文还证明了构造具有最大对比度的(2,n)-VCS的基矩阵等价于构造具有相应参数且达到最大容量的二元码。故根据本文的研究结果，便可以通过利用已知的构造达到最大容量的二元码的方法来构造具有最大对比度的(2,n)-VCS，最后对于n=2^k-1的情况，本文还给出了一个利用m-序列来构造具有最大对比度的(2,n)-VCS的方法。 本文在第七章证明了Droste提出的基于“OR”运算的(k,n)-VCS同样在“XOR”运算下也成立。同时基于“OR”运算和“XOR”运算的VCS会给参与者带来便利，他们可以根据不同的环境而选择不同的视觉密码模型。另外，本文还提出一个进一步降低VCS的像素扩张的方法，与Tuyls等人所提出的(k,n)-VCS比较，本文的方法可以显著的降低方案的像素扩张。本文在第七章还提出一个可以运行在Tuyls视觉密码模型之上的同色(k,n)-VCS的构造方法，其中每个分享图片都是同色的，而叠加k个分享图片可以得到黑白的秘密图片。本文证明了当k为奇数时，同色的(k,n)-VCS是不存在的，并给出了当k为偶数时，同色(k,n)-VCS的构造方法。同色(k,n)-VCS可以用来防止分享图片被隐蔽的监控摄像头窃取。 在视觉密码相关问题的研究方面，本文所做的工作主要包括： 本文在第八章研究了视觉密码方案的幻灯片对齐问题，证明了，在幻灯片没有精确对齐的情况下，人眼仍能观察到秘密图片，且其平均对比度满足-(m-r)e/(m2(m-1))。这项研究可以为确定幻灯片中像素的尺寸做参考。本研究也证明了视觉密码方案本身具有一定的纠错能力。 本文在第九章研究了视觉密码中的对比度定义的表示问题。首先给出了四个关于VCS对比度的观察结论，并分析了已知的几种对比度定义的缺陷，从而提出了一个新的对比度定义。本文在理论和实验上说明了，其所提出的对比度定义符合上述观察结论，可以更精确的衡量所恢复的秘密图片的视觉效果。本文最后还针对概率视觉密码方案的定义给出了针对概率视觉密码方案的对比度的定义。 最后我们对本文的工作进行了总结，并对今后的一些研究方向进行了展望。

长白山阔叶红松林内木质物残体的生态学研究

木质物残体（WD）在维持森林生态系统生物多样性、稳定性，参与森林生态系统养分循环、碳循环，促进群落更新演替及生态系统平衡等方面发挥重要作用。 本文以长白山阔叶红松林为对象，研究森林类型及采伐干扰如何影响林内WD相关特征，量化主要树种粗死木质物残体（CWD）分解规律，结果表明：（1）不同森林类型内WD的树种种类均由几个不同优势树种控制，其存在形式、径级分布和腐烂级分布均显著不同；（2）WD数量和贮量在森林采伐后表现出明显的先降低再升高再降低的变化趋势，其中CWD变化明显；（3）随着森林演替的进程，轻度腐烂的WD（1级、2级）表现为采伐初期增加，随后逐渐减少，而深度腐烂的WD（4级、5级）表现为采伐后初期减少随后增加，中度腐烂的WD（3级）在整个演替的过程中变化不明显；（4）随着腐烂级别加深，各个树种WD的密度、C、N、P、K、Ca、Mg含量均发生规律性的变化，C/N比值不断下降；（5）CWD分解释放CO2通量在不同树种间存在差异，并与CWD含水量之间存在显著的负相关。整个生长季节CWD分解释放CO2通量呈现比较一致的先升高后降低的单峰曲线格局，其峰值均出现在7－8月，因树种不同而有一定差别，与温度的变化趋势一致而与含水量的变化相反。在上述研究基础上，本文探讨了长白山阔叶红松林内WD管理对策及未来发展方向，为森林经营工作提供科学的理论依据。

北京地区城市热岛效应及缓解对策

伴随着全球经济一体化浪潮的来临，世界各地的经济飞速发展，同时城市化和工业化进程也在逐年加快。城市不断“摊大饼”式的蔓延扩张带来城市土地利用格局剧烈变化，同时人为热排放增加，绿地减少，这些使得城市热岛现象变得越来越严重。城市热岛效应严重影响了城市内部的各种生态过程，破坏了城市生态系统的平衡。因此，如何缓解热岛效应成为各专业科学工作者的研究热点。当前，越来越多的研究着眼于对城市热场的分布特征、热岛效应的空间布局和影响因子等，这些研究为建筑设计、城市规划建设和环境管理等提供了科学依据。 本文在综述城市热岛效应研究的基础上，针对目前研究中存在的问题，综合利用移动样带法、定点观测法和遥感定量分析法，在局部地区和城市尺度分别对北京市的热岛效应进行观测、评价，分析了城市热岛强度与土地利用因子、工业格局之间的关系，最后提出缓解城市热岛效应的对策，并重点描述了“冷桥系统”的构建。观测结果表明： 1、北京市中轴线上的热场呈“M”型分布，即二环内部温度相对较低，三环至五环温度升高，而后又下降。这主要是由于二环内传感器接受的辐射强度小、人为热排放少、植被绿化完善和建筑、道路尺度较小所造成的。二环内部存在低温区，证明二环以内仍然具备良好的人居环境。 2、城市各种土地利用类型中，林地的降温效果最显著，而不透水地面（不包括建筑）的增温效果最显著，且它们对热环境的影响范围都在1 km以内。鉴于林地和不透水地面（不包括建筑）的这个特性，在规划城市冷桥系统时可以以1 km为基本单元，以有效缓解城市热岛效应。 3、利用遥感手段对城市热岛效应的研究发现，城市工业布局和城市化发展趋势与热岛效应的空间分布具有高度的一致性，且工业区的热岛强度极显著高于建成区。统计结果表明，北京市五环内的亮度温度的热岛强度为3.81 K，其中二环内的热岛强度为4.03 K，三环内的热岛强度为3.90 K，四环内的热岛强度为3.88 K。 最后，文章提出了缓解城市热岛效应的对策。除了传统的增加绿地，减少热排放和大气污染等方法以外，本文着重从调整城市格局的角度提出了城市冷桥系统的概念与构建方法，并以北京市做案例分析。构建冷桥系统可以促进城乡间的气体交换，有效完善城市的景观安全格局，保证城市的生态安全，从而最终达到改善城市人居环境，保障居民身心健康的目的。

水肥措施对文冠果叶片、果实养分分配的影响

文冠果（Xanthoceras sorbifolia Bunge）是我国北方特有的木本油料树种，已被列为生物质能源树种之一。现阶段产量低是限制其发展的重要因素。本文以内蒙古赤峰市翁牛特旗文冠果经济林场内50年生文冠果树为研究对象，对文冠果生物学、生态学特性进行定位观测和试验，分析了文冠果发育节律与积温的关系。野外布置水肥措施试验，测定了文冠果产量和叶片、果实养分元素（N、P、K、Mg、Ca、Fe、Zn、Cu、Mn）的含量，分析了水肥措施对叶片、果实养分分配的影响。 主要结论： 1.文冠果物候期与积温呈显著的直线函数关系。能够用来预测文冠果年生长发育期有效积温的理论值，为经营管理提供依据。 2.文冠果叶片中主要元素含量随物候期的变化呈下降趋势，但微量元素呈增加趋势。养分重吸收水平由大到小的顺序是：Mg>N>K>P，一定的水肥措施提高了文冠果养分再吸收水平，并降低了功能叶中的N/P、C/N。 3.文冠果果实中Ca和Fe随物候期的变化呈下降趋势，其他元素呈先减后增趋势。水肥措施降低了果实对养分元素的分配和收获系数；提高了养分利用效率。 4.合理的水肥措施能显著提高种子产量，增加含油率。最佳水肥措施为：5月初灌水50mm，施肥量为N 63 g•株-1、P2O5 83.3 g•株-1，于5、7月初分2次等量施入。 5.水分、P是文冠果生长的主要限制性因子，限制性因子具有阶段性。水分对肥效有“激发效应”。

林木个体根土生态界面及其过程的研究

根土生态界面的研究是一个全新的课题，其研究方法和测定技术是进行此项研究首先需要解决的问题。本文以长白山地区阔叶红松林的主要树种：红松（Pinus koraiensis）、核桃楸（Juglans mandshurica）、水曲柳（Fraxinus mandshurica）和紫椴（Tilia amurensis）为研究对象，对其研究方法和技术进行探索和试验，同时对红松幼苗根土生态界面及其过程进行了研究。对四种树种的三年生幼苗进行了根土生态界面环境面一侧一根际的pH值和氧化还原状况的原位显色，结果表明，红松和核桃楸的根际呈酸性（5.2 < pH < 6.0），水曲柳和紫椴的根际呈碱性（pH > 7.5），并由此推断出红松根系分泌质子的部位，主要表现在根尖以上4.5－8cm范围内。四种苗木根际的氧化还原状况均为氧化型。运用电子探针技术对红松幼苗根土生态界面进行定量的点分析，并依据界面中营养元素（N、P、K、Mg）的浓度梯度对根土生态界面进行刻画，结果表明，以N来刻画，其根土生态界面的范围是从根60μm到土40μm（以根表为分界线，分别向根组织方向和土壤方向测点），变动空间是100μm；以P刻画的根土生态界面的范围的从根40μm到土20μm，变动空间是60μm；以K刻画的根土生态界面的范围是从根30μm到土90μm，变动空间是120μm；以Mg来刻画，其根土生态界面的范围是从根20μm到土10μm，变动空间为30μm。应用根垫法的模拟培育装置对根土生态界面环境面一侧一根际的养分状况进行了研究，结果表明；随着培育过程的延续，营养元素的亏缺区增大，界面宽度增加；同一时间，同一处理，亏缺区的范围是N > K > P，表明其在土壤中的扩散的N > K > P，与已有的知识相吻合；红松幼苗对营养元素N、P、K的吸收均为对数型。从以上的试验结果，证明根垫法模拟培育装置在林木根际研究中是可行的，但还有有待改进的地方。根据以上的实验结果，对阔叶红松林的经营提出了几点对策性建议。

红松针阔混交林林木死亡量和主要树种倒木分解规律的研究

红松针阔混交林，是我国东北东部山地稳定的地带性天然森林植被。开展其林木死亡量和倒木分解规律的研究，不仅能有效地监测红松针阔混交林的动态。而且能加深倒木生态功能的认识，为合理管理倒木资源提出对策。同时也有助于填补我国倒木研究的空白。根据研究，长白山红松阔叶林和阔叶红松林林木年死亡量分别为0.15 ～ 0.66T/年·ha和1.23 T /年·ha。倒木年输入量分别为0.03 ～ 0.19 T/年·ha和0.22 T /年·ha。林木年死亡量和倒木年输入量随着林分时空的变化差异很大。风害是其林木致死的主要原因。红松阔叶林有倒木82株/ha，站杆8析/ha。倒木的生物量为7.90T/ha，倒木的复盖度为1.31%。阔叶红松林倒木和站杆分别为94株/ha和24株/ha，倒木生物量为16.23T/ha。倒木的复盖度为2.02%。红松紫椴倒木分别占上述这两个类型倒木总生物量的59.17%与46.77%。红松阔叶林和阔叶红松林倒木株数、复盖面积、体积和生物量按腐烂级分配基本呈正态分布。红松阔叶林倒木的径级结构与活立木径级结构并非完全一致林地倒木的方向与主风向关系不大。研究表明，红松（y_1）和紫椴（y_2）的分解模型分别为y_1 = 0.3747e - 0.0162t. y_2 = 0.4454 e~(-0.0275t)，单项指数衰减模型是红松紫椴倒木分解较为理想的数学模型。它们的分解常数为0.0162 ～ 0.0230/年与0.0275 ～ 0.0390/年，其中粉碎常各为0.0068/年与0.0115/年。红松紫椴倒木重量损失掉50%，大约需43年与25年，重量损失掉95%，大致需185年与106年。红松倒木胸径大小对分解常数无显著影响。倒木下方一般比倒木上方和侧方分解要快一些。但差异并不十分显著。倒木边材到心材的不同层次。其分解常数逐渐下降。红松和紫椴倒木分解中。倒木C含量比较稳定。N、Ca和Na都呈不同程度的递增。k呈下降趋势。而P和Mg变化没有明显的规律。红松阔叶林和阔叶红松林倒木中分别含有C3361.12 kg/ha、7184.11kg/ha; N 26.83kg/ha、33.44 kg/ha; P 3.68kg/ha、6.29kg/ha; ca33.33kg/ha 38.04kg/ha; mg 2.67kg/ha、 3.87 kg/ha; K 4.73 kg/ha. 8.15 kg/ha; Na 1.42 kg/ha、2.76 kg/ha. 倒木是重要的养分库，尤其是N素库。红松阔叶林倒木影响天然更新的主要方式是通过林木风倒或枯死。形成林窗。为天然更新创造有利条件。这和云冷杉林大部分是直接在腐烂的倒木上完成天然更新的机制不同。研究结果表明，倒木是红松针阔混交林生态系统中重要的组成部分。为此建议在长白山自然保护区，应严禁人为清理倒木，并进一步开展倒木的研究。同时针对以生产木材为主的红松阔叶林内侧木，提出了一些相应的管理措施。

凹腔火焰稳定器流场数值模拟及其性能分析

凹腔火焰稳定器在超燃燃烧室的设计中应用广泛,本文数值模拟了几种具有横向收缩比的凹腔火焰稳定器的冷态流场,分析其内部流动模式,探讨三维流向涡形成的机理,并分析研究了其阻力系数、总压损失以及凹腔内燃料和空气的混合速率等重要的性能参数。数值方法采用NND差分格式求解k-ε双方程湍流模型修正的RANS方程。作为程序的验证,计算了在马赫数为2、3、4、5的情况下长深比为2矩形典型凹腔的流场分布。计算结果表明本程序对于超声速凹腔流动流场的模拟是十分有效的。