Metal-free growth of Si/SiO2 nanowires by annealing SiOx (x < 2) films deposited by PECVD

A new metal catalysis-free method of fabricating Si or SiO2 nanowires (NWs) compatible with Si CMOS technology was proposed by annealing SiOx (x < 2) films deposited by plasma -enhanced chemical vapor deposition (PECVD). The effects of the Si content (x value) and thickness of SiOx films, the annealing process and flowing gas ambient on the NW growth were studied in detail. The results indicated that the SiOx film of a thickness below 300 rim with x value close to 1 was most favorable for NW growth upon annealing at 1000-1150 degrees C in the flowing gas mixture of N-2 and H-2. NWs of 50-100nm in diameter and tens of micrometers in length were synthesized by this method. The formation mechanism was likely to be related to a new type of oxide assisted growth (OAG) mechanism, with Si nanoclusters in SiOx films after phase separation serving as the nuclei for the growth of NWs in SiOx films > 200nm, and SiO molecules from thin SiO, film decomposition inducing the NW growth in films < 100nm. An effective preliminary method to control NW growth direction was also demonstrated by etching trenches in SiOx films followed by annealing.

基于半监督学习的P2P协议识别

随着P2P技术的发展,网络上充满了大量的P2P应用。协议加密技术的发展,使得P2P应用的识别和管理变得非常困难。描述了如何运用半监督的机器学习理论,根据传输层的特征,用聚类算法训练数据并建立一个高效的在线协议识别器,用于在内核协议层对协议特别是P2P协议进行识别,并对BitComet和Emule进行了实验,得到了很高的识别准确率(80%)。研究并解决了将选取好的特征用于聚类并高效地实现最后的协议识别器。

旱地土壤硝态氮与氮素平衡、氮肥利用的关系

利用长期肥料试验资料研究了土壤氮素平衡、氮肥利用率和土壤硝态氮之间的相互关系。结果表明,小麦不同施肥处理的氮肥利用率(NUE)为30.9%～65.8%,平均53.6%;土壤硝态氮累积率为2.3%～44.1%,平均13.2%;氮素表观损失率25.0%～42.7%,平均33.2%。一般情况下,氮素盈余值与氮肥用量呈正相关,与磷肥用量呈负相关;土壤中硝态氮的数量与氮素盈余值呈正比,与氮肥利用率呈反比。黄土旱塬地区,小麦在经济合理施氮条件下,氮素盈余值为13.79 kg/hm~2,硝态氮累积量为23.00 kg/hm~2,说明过量施用一定数量的氮肥对保持作物生产力和土壤氮素营养是必要的。

黄土高原长期种植苜蓿对土壤硫、钙、镁的影响

以22年定位试验为基础,研究黄土高原长期种植紫花苜蓿(Medicago sativaL.)情况下土壤硫、钙、镁组分的变化。结果表明:长期施P使苜蓿连作耕层土壤总硫、有效硫、水溶性硫、吸附性硫、HCl可溶性硫、总无机硫和有机硫含量分别增加9.41%、62.41%、47.51%、30.07%、2.25%、5.38%和17.54%;长期施NPM使苜蓿连作耕层土壤总硫、有效硫、水溶性硫、吸附性硫、HCl可溶性硫、总无机硫和有机硫含量分别增加20.89%、98.31%、68.44%、57.34%、8.07%、12.54%和37.69%。长期施P使苜蓿连作耕层土壤全钙、有效钙、水溶态钙、交换态钙和酸溶态钙含量增加分别增加4.64%、4.27%、11.66%、4.05%和8.59%,但残余态钙含量降低2.21%;长期施NPM使苜蓿连作耕层土壤全钙、有效钙、水溶态钙、交换态钙和酸溶态钙含量增加分别增加8.69%、8.30%、51.59%、6.73%和27.77%,但残余态钙含量降低26.23%。长期施NPM使苜蓿连作耕层土壤全镁、有效镁、水溶态镁、交换态镁、酸溶态镁和残余态镁含量分别增加7.38%、61.98%、63.16%...

土壤砂砾覆盖对入渗和蒸发影响研究进展

砂砾覆盖能防止土壤表面受到雨滴侵蚀,切断土壤的毛细管作用,从而对土壤入渗和蒸发规律产生影响。介绍了国内外砂砾覆盖对入渗和蒸发规律影响的研究成果,现有研究结果表明,降雨入渗与砾石覆盖度之间既有正相关关系,又有负相关关系,入渗不仅与砂砾粒径有关,还与砂砾在土壤表面所处的位置有关;砂砾覆盖能够抑制蒸发,抑制效果与砂砾粒径大小、颜色和厚度等有关。另外,一些国外学者通过定量化模型描述了砂砾覆盖条件下入渗和蒸发规律,但这些定量化模型还是最基本的简化模型,主要偏重于理论说明,直接应用于实践还存在一些问题。

水凝胶的制备及壳聚糖的改性和应用

水凝胶用作创口敷料时有很多的优点。壳聚糖是天然的阳离子多糖,已经在很多领域得到了应用。我们制备了几种具有抑菌能力的水凝胶敷料，同时利用可生物降解聚酯和多聚肽对壳聚糖进行了修饰，得到了一些新的结果。 本论文的工作主要包括以下两部分： 一.含有抗生素或纳米银粒子的水凝胶的制备和表征。 1．载药聚乙烯醇/聚乙烯基吡咯烷酮/壳聚糖（PVA-PVP-Chitosan）复合水凝胶的制备和抑菌性能评价。采用循环冷冻－熔融与辐射交联相结合的方法制备出了PVA-PVP-chitosan复合水凝胶，测定了凝胶的溶胀率、凝胶含量、力学强度和结晶性能，并考察了所用壳聚糖分子量，冷冻－熔融循环处理次数和辐射剂量对凝胶性能的影响。然后通过溶胀法将抗生素（环丙沙星）和壳寡糖载入水凝胶中，考察了它们的体外释放行为。同时利用琼脂糖平板法检验了载药凝胶的抑菌能力，结果表明它们可以有效抑制革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的繁殖和生长。 2．含纳米银-PVA-PVP水凝胶的制备和抑菌性能评价。通过循环冷冻－熔融法制备了含银的PVA-PVP复合水凝胶。以含银的PVA-PVP复合膜为模型，利用DSC、红外光谱、紫外－可见光谱和X-射线衍射考察了掺入的纳米银与PVA-PVP网络的相互作用。利用扫描电镜观察了PVA-PVP凝胶的网络结构和银纳米粒子在网络中的分布。利用琼脂糖平板法和LB肉汤法对含银PVA-PVP凝胶的抑菌性能进行了评价，结果证明这种水凝胶可以有效抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长和繁殖。 二. 壳聚糖的改性和应用。 1．发展了一种制备聚ε－己内酯（PCL）接枝壳聚糖共聚物的新方法，并且由合成的接枝共聚物在水中自组装得到纳米粒子。利用DLS、AFM和SEM对纳米粒子进行了表征，结果显示制备的纳米粒子为圆球形或椭圆形。利用茚三酮显色法准确测定了活性胺基的含量，发现纳米粒子表面活性胺基的数量可以通过改变PCL接枝度进行调节。 2．由6-O-三苯甲基壳聚糖引发赖氨酸NCA的开环聚合得到了聚赖氨酸（PLL）接枝壳聚糖阳离子共聚物。利用红外光谱、核磁共振和GPC对接枝共聚物的分子结构和分子量进行了表征。通过动态光散射测量发现接枝共聚物可以和小牛胸腺DNA形成粒径在100~340 nm之间的复合物。凝胶阻滞电泳证明接枝共聚物对质粒DNA的结合和保护能力要优于壳聚糖。细胞转染实验证明接枝共聚物对293T和Hela细胞的转染效率要远远高于壳聚糖原料和PLL。同时，接枝共聚物的转染效率对PLL的聚合度有明显的依赖性，增加PLL聚合度有助于提高接枝共聚物的转染效率。这种新型的阳离子接枝共聚物有望用作高效基因载体。

四氟乙烯等离子体聚合反应的基础研究

[I] 等离子体聚四氟乙烯的ESCA表征 本研究采用外部电容耦合式聚合装置，频率为13.56MHz，合成了等离子体聚四氟乙烯（PPTFE）。应用ESCA表征了辉光压和非辉光压产物的结构，同时应用CNDO进到了理论计算。结果表明，在辉光压上非辉光压中制得的PPTFE结构差别很大。非辉光内淀积物结构亦现差异。辉光压内的PPTFE是高度支化交联的，在本实验的典型反应条件下，PPTFE的F/C比为1.42，Gs区五个峰确定归属后，各主要对应基团的相对组成约为：CF_3－21%、CF_2－32%、CF－22%、－C from | to | of — 20%，其余为少量的CFH、CH_2（II）、CH_2（I）。在非辉光压内可得到近於线线型的PPTFE，其F/C为2.08，端基CF_3约占15%，CF_2占78%，代表支化交联的基团CF、－C from | to | of －皆为零，另外应用X射线衍射法证实，在非辉光压中形成的PPTFE具有类似于聚四氟乙烯的（PTFE）结晶，这一实验结果至今未见文献报导。深入分析这一结果，并运用ESR、MS、~(19)F－NMR等表征手段，进一步提出四氟乙烯等离子体聚合反应机理。这方面在[II]中论述。本工作提出五类十三种模型化合物，并运用Siegbahn的电荷电位模型同时结合使用CNDO/2电子计算机程序；还运用Pauling价键模型，分别应用这两种理论方法，计算了PPTFE中ClS结合能位移（ΔEi），所得结果相近，从而为ClS区五个峰的归属提供理论依据。五个峰归属为：(1) 284.7(ev) － CH_2(I)，(2) 287.0(ev) － －C from | to | of －、CH_2(II)，(3) 289.0(ev) －CF、CFH，(4) 291.5(ev) － CF_2，(5) 293.6(ev) － CF_3。通过对模型化合物中ClS的ΔEi计算结果，推导出F作为α、β、γ位碳上的取代基对α位碳上IS电子结合能位移影响所产生的效应值，并初步总结出表达这种效应的经验式：ΔEi ＝ aα ＋ bβ ＋ cγ式中α、β、γ分别为2.23 ± 0.08(ev)、0.27 ± 0.02(ev)、0.20 ± 0.02(ev)，a、b、c为取代基F的个数。实验结果还证明，淀积位置、功率、压力、等离子气体如Ar、He、N_2等反应条件对PPTFE膜结构有影响，并应用能量梯度解释这种影响；另外发现，同功率、同压力但不同淀积位置上以及同淀积位置但不同功率或不同压力时的PPTFE膜结构所受能量梯度的影响。本工作根据等离子体聚四氟工烯结构的表征结果，并结合ESR、MS等有关分析数据，提出了PPTFE的结构模型。[II] 等郭子体聚四氟乙烯的反应机理 鉴于等离子体聚合反应的复杂性，目前对等离子体聚合反应机理争论较大，其焦点是：反应的活性中心是离子还是自由基；反应地点是在气相还是在反应体系的固体表面。本工作通过对等离子体聚四氟乙烯气相产物的研究证实：等离子体聚合反就是通过自由基历程，引发和初级链增长主要在气相，脱F和支化交联反应在表面上进行。聚合反应装置同[I]中所述，聚合条件是功率60瓦，压力1 * 10~(-1)乇。通过液氟冷阱收集气相生成物，然后制备成有机溶液和本体溶液。气相生成物的ESR分析结果表明，PPTFE膜中存在自由基浓度约在10~(18)自旋数／克，峰形为一条反对称吸收线，宽为175G，g值是2.005。气相生成物的丙酮、苯、环已烷、已烷等有机溶液的ESR谱相同，皆为20条精细结构分裂谱线。另外，通过一系列实验，检测了桔黄色本体溶液的ESR谱，终于得到具有160条超精细结构的分裂谱线，自由基浓度高达10~(20)自旋数／克。初步认为是几种自由基的混合物，固谱图十分复杂，目前解谱尚有困难，需进一步研究。等高子体气相生成物中有大量自由基并且得到其精细和超精细分裂谱线，这一实验结果至今未见文献报导。这个结果进一步证实了聚合反应的活性中心主要是自由基。考察了PPTFE膜的自由基在90 ℃时随时间变化的ESR谱，发现一开始衰减很快；研究了PPTFE膜的自由基在不同气氛下常温衰减情况，结果指出：辉光压和非辉光压的PPTFE膜中自由基在空气中衰减快，辉光压的PPTFE膜中自由基在真空中及单体气氛中衰减缓慢。气相生成物的有机溶液在90 ℃时随时间变化的ESR谱表明，各峰衰减速率不同，证实并非一种自由基，溶液的自由基能与吡啶反应生成棕红色物质，可能是吡啶盐。本实验用GC－MS联用对气相冷凝物本体溶液进行了分析，比文献上只用MS与聚合反应体系联用分析气相混合物的方法，对分析反应机理提供更为有说服力的实验结果。结果表明，四氟乙烯等离子体聚合的气相生成物是直链的全氟烷烃（分子中碳原子数为C_3－C_8），还有含碳原子数为C_4、C_5、C_6、C_8全氟环烷烃，也可能是括分子链两端是自由基的直链全氟烷烃，还有二氟卡宾。从TFE等离子体聚合的气相中产生齐聚物及其结构特征，可以推断气相中发生了链引发反应和初级增长反应，引发反应的历程首先是TFE单体分子中π键断裂，其次是C~σ-C的σ键均裂，然后通过自由基的复合或诱导反应进行链的初级增长反应。还进行了气相生成物有机溶液的~(19)F－NMR分析，其结果初步看来与GC－MS的结果相一致。还探索了不同条件下在非辉光压内得到的PPTFE膜，进一步表明，在顺着气流方向的淀积位置上的膜结构是接近线型的。这个结果与用质谱、核磁的表征结果相符：从不用方面证实了上述反应历程。此外，通过对PPTFE及PTFE在Ar等离子体系中的刻蚀实验，表明了聚合膜上发生六量脱F反应。由这个结果并结合PPTFE膜及气相产物的结构表征，可以推测到PPTFE膜的支化，交联是通过表面反应进行的。综合四氟乙烯等离子体聚合反应机理的讨论，本论文建议了TFE的等离子体聚合反应历程模型。