High-quality GaNAs/GaAs quantum wells with light emission up to 1.44 mu m grown by molecular-beam epitaxy

High-quality GaNAs/GaAs quantum wells with high substitutional N concentrations, grown by molecular-beam epitaxy, are demonstrated using a reduced growth rate in a range of 0.125-1 mu m/h. No phase separation is observed and the GaNAs well thickness is limited by the critical thickness. Strong room-temperature photoluminescence with a record long wavelength of 1.44 mu m is obtained from an 18-nm-thick GaN0.06As0.94/GaAs quantum well. (C) 2005 American Institute of Physics.

4×4热光SOI波导开关阵列

设计并制作了阻塞型和完全无阻塞型4×4热光SOI(silicon-on-insulator)波导开关阵列.开关单元采用了多模干涉耦合器(MMI)-MZI(Mach-Zehnder intederometer)结构的2×2光开关.阻塞型光开关附加损耗为4.8～5.4 dB,串扰为-21.8 dB～-14.5 dB.完全无阻塞型光开关阵列附加损耗为6.6～9.6 dB,串扰为-25.8～-16.8 dB.两者的消光比都在17～25 dB内变化,开关单元功耗小于230 mW.器件的开关时间小于3μs.功耗和开关速度都明显优于SiO_2基和聚合物基的开关阵列.

Design and Fabrication of Thermo-Optic 4×4 Switching Matrix in Silicon-on-Insulator

A rearrangeable nonblocking thermo-optic 4×4 switching matrix,which consists of five 2×2 multimode interference-based Mach-Zehnder interferometer(MMI-MZI) switch elements，is designed and fabricated.The minimum and maximum excess loss for the matrix are 6.6 and 10.4dB,respectively.The crosstalk in the matrix is measured to be between －12 and －19.8dB.The switching speed of the matrix is less than 30μs.The power consumption for the single switch element is about 330mW.

中国对虾育种方法研究与遗传连锁图谱的构建

本研究以中国对虾为材料，以杂交育种和选择育种为目标，进行了系统的中国对虾杂交育种试验、生长性状遗传参数试验及其分子遗传连锁图谱的构建工作。结果表明以不同地理群体杂交作为基础群体，然后采用系统的选择育种方法可以获得较好的选择效果。构建的遗传连锁图谱为中国对虾分子辅助育种提供一定的基础。这些试验结果为中国对虾合理系统的育种工作提供了理论基础和数据支持。其具体结果如下： 1. 试验对中国对虾黄渤海水域乳山湾群体（WYP）和朝鲜半岛南海群体（WKN）的2个群体及其杂交后代不同月龄生长情况和存活率进行了研究，测量体长（TL）、头胸甲长（CL）、头胸甲宽（CW）、第2、3腹节高（HST）、第2、3腹节宽（WST）、体重（BW）和存活率共7个性状，计算各项指标的杂种优势率，并对各性状进行了方差分析和多重比较。其3月龄生长情况和存活率研究结果表明，存活率在乳山湾群体（WYP♀）× 朝鲜半岛南海群体（WKN♂）杂交后代出现杂种劣势外，其他指标都表现出不同程度的杂种优势(4.37%～23.96% )。除了存活率外，杂交后代生长性状均显著高于亲本，乳山湾群体（WYP♀）×朝鲜半岛南海群体（WKN♂）杂交后代高于朝鲜半岛南海群体（WKN♀）× 乳山湾群体（WYP♂）杂交后代，黄渤海水域乳山湾群体高于朝鲜半岛南海群体后代。为确定测量性状与中国对虾体重的相关程度，建立了用体长(X1)，头胸甲宽(X2)，第2、3腹节宽(X3)，头胸甲长(X4)，第2、3腹节高(X5)估计体重的多元回归方程：Y = －2.056 + 0.03X1 + 0.076X2 + 0.078X3 + 0.033X4 + 0.043X5。 2. 中国对虾黄渤海水域乳山湾群体（WYP）和朝鲜半岛南海群体（WKN）2个群体及其杂交后代在4月龄时期的6个生长指标和存活率的杂种优势范围在0.514%到14.95%之间，WYP♀×WKN♂杂交后代在这7个指标中都高于WKN♀×WYP♂杂交后代。5月龄杂交后代也表现出一定程度的杂种优势，其范围在-9.000%～19.090%之间，但头胸甲长、第2、3腹节处高和存活率3个指标出现杂种劣势。不同杂交组合各个阶段生长发育情况和存活率在杂种优势表现出一定的规律。随着月龄的增加，WKN♀×WYP♂杂交后代杂种优势率有所增加，而WYP♀×WKN♂杂交后代的却有所降低。ANOVA分析结果表明，杂交后代在存活率方面与双亲差异不显著。4月龄的分析结果发现杂交后代在WST和BW这2个指标上存在显著差异。LSD多重比较结果显示，WYP♀×WKN♂杂交后代在BW指标上与亲本存在显著差异，在WST指标方面与其他3个组合的后代差异显著。5月龄的数据分析结果发现，杂交后代除体重存在显著差异外，其他各项指标差异均不显著。LSD多重比较结果发现，WKN♀×WYP♂杂交后代体重与其亲本WKN存在显著差异。 3. 对2个野生群体——朝鲜半岛南海岸群体（WKN）和黄渤海群体（WYP）和3个养殖群体——朝鲜半岛群体的养殖一代（FKN），黄海1号（HH1）和即抗98（JK98）进行杂交试验的研究，结果表明JK98 (♀)  WKN (♂)组合在存活率方面最高，其余的依次为WYP (♀) WKN (♂)，WKN (♀) WYP (♂)，FKN (♀)HH1 (♂) 和 WYP (♀) FKN (♂)。而在体重方面FKN(♀)  HH1(♂)组合最高，其余的依次为WKN (♀) WYP (♂)，WYP (♀) WKN (♂)，WYP (♀)FKN (♂) 和 JK98 (♀)WKN (♂)。在所有生长性状方面，JK98 (♀)  WKN (♂)在5个组合中是最低的。方差检测结果表明，TL、CL、HST、LL和BW这5个指标在不同组合间存在差异，而其他指标不存在差异。多重比较结果发现JK98 (♀)WKN (♂)组合的TL与其他组合间差异极显著，HST指标与WKN (♀) WYP (♂)，FKN(♀)  HH1(♂)和 WYP (♀)  WKN (♂)这3个组合差异显著，BW指标与WKN (♀) WYP (♂) 和 FKN(♀)  HH1(♂)差异显著。 4. 通过人工授精的方法建立了中国对虾21个半同胞家系，测量了中国对虾21个半同胞（46个全同胞）家系的TL、CL、CW、HST、WST、第1腹节长（FL）、第6腹节长（LL）。利用MTDFREML软件得到生长性状遗传力在0.15~0.35之间，属于中度遗传力范围。TL的遗传力为0.34±0.071，CL的为0.30±0.070，CW为0.35±0.077，WST为0.33±0.073，HST为0.33±0.073，FL的最低为0.15±0.044，LL的为0.24±0.059。各个性状间表现出高的正相关，其中CW和TL以及HST的遗传相关最大，FL和WST的遗传相关最小。 通过以上杂交育种和选择育种的研究，认为单纯的依靠杂交育种来改善中国对虾的育种工作可能具有一定的局限性。所以在实际的育种过程中，以中国对虾不同群体的杂交后代作为基础群体，并以此为基础进行系统的选择育种应该具有更大的潜力。 5. 本试验利用中国对虾F2群体和AFLP分子标记技术进行了遗传连锁图谱的构建。利用55对AFLP引物组合对F2家系的110个个体进行了研究，结果检测到532个符合作图策略的AFLP标记。利用卡方检验检测分离位点是否符合孟德尔分离定律。对于符合3：1比例的分离位点利用F2自交模型构建性别平均连锁图谱，对于符合1：1比例的分离位点利用拟测交理论分别构建中国对虾的雌性和雄性遗传连锁图谱。雌性、雄性和性别平均遗传图谱分别有28、35和44个连锁群，图谱实际长度分别为1090、1617和1772.1 cM。中国对虾遗传连锁图谱估计基因组长度为2420 cM，符合与人类基因组相比的对虾类基因组长度。中国对虾雄性遗传连锁图谱比雌性遗传连锁图谱长32.6%，这可能说明中国对虾不同性别存在不同的重组率。通过皮尔逊相关系数检测认为AFLP标记在中国对虾图谱上分布均匀。本文利用AFLP标记构建的中国对虾遗传连锁图谱为中国对虾基因组研究和遗传改良提供一定的基础，同时也应该开发微卫星等共显性标记，为遗传连锁图谱的整合提供条件。

胶州湾百年来沉积环境演变与人类活动影响信息指标的提取

本文以人类活动影响下的典型海湾-胶州湾为研究对象，在对典型柱状沉积物精确定年的基础上，剖析了胶州湾百年来沉积环境演变的过程，通过对沉积物中氮、磷、重金属以及生态环境的综合分析，提取了其受人类活动影响的信息指标，获得了一系列新的结果和认识。主要结论如下： 1. 研究揭示了近百年来胶州湾沉积速率具有区域与年际变化明显这一显著特点。通常，湾内的沉积速率较高，而湾口沉积速率变化很大，湾外沉积速率明显低于湾内和湾口；且随着年代的增加，胶州湾的沉积速率呈上升趋势，如1984年左右，B3站位的沉积速率高达1.17 cm/a，而之前仅为0.30 cm/a左右，主要是由于这一时期环胶州湾工农业迅速发展导致人为排入的物质的量增加的结果，但从2000年以来由于沿岸环境治理和污控措施的加强，这种境况已经有所改善，沉积速率有减小趋势。 2. 阐明了胶州湾沉积物氮、磷的生物地球化学特征及生态环境意义，沉积物中可交换态磷、铝磷、铁磷与有机磷在一定程度上表征了磷的生物可利用性部分，而铝磷、铁磷与闭蓄态磷可用于反映沉积物受污染的程度，沉积物中的有机氮（强氧化剂浸取态氮）作为其优势存在形态，可潜在参与水体氮的循环，参与的量与沉积物粒度密切相关，沉积物中的氮可粗略反映水体的生物量。研究显示，无机磷是胶州湾沉积物中磷的主要赋存形态，在湾内、湾口和湾外，分别占到沉积物总磷的44.57% ~ 94.41%(B3)、44.83 % ~ 95.54 % (D4)和55.09% ~ 95.20 % (D7)，铝磷、铁磷与闭蓄态磷与污染程度关系密切，可以作为沉积环境污染程度的指示因子。可交换态磷、铝磷、铁磷与有机磷等四种形态磷与浮游植物的数量和水体中磷酸盐的含量呈正相关，是胶州湾潜在的生物可利用磷。强氧化剂浸取态（SOEF-N，主要为有机氮）是沉积物可转化氮的优势形态，其含量分别为0.070 mg/g（B3）、0.069 mg/g（D4）和0.049 mg/g（D7），且随沉积物的粒度变细，其含量越高。沉积物中不同形态氮与水体中的硝酸盐、浮游植物数量和叶绿素a呈正相关，可粗略反映水体的生物量。 3. 通过系统研究胶州湾沉积物中重金属的地球化学特征，阐明了人为活动对其沉积环境的影响，提出了胶州湾沉积环境演变的“三段论”论点。胶州湾沉积物重金属的富集因子和地质累积指数的研究显示胶州湾沉积物的Cd、Pb和Cu是受人类活动影响较为严重的三种元素，并且重金属在沉积层序的分布特征说明重金属的污染在20世纪70、80年代开始加重，但在本世纪初，这种状况已经得到较大改善。胶州湾的环境演变过程可分为三个阶段，即1980年以前，1980年至2000年左右和2000年后。第一个阶段可以看作是胶州湾环境演变的一个背景值，该段时期内明显的特征是相对较低的沉积速率，较轻的重金属污染和富营养化状况；第二阶段是青岛地区工农业迅猛发展的阶段，加上治污措施和环境保护措施较少，这段时期胶州湾的环境一度恶化，是人类活动影响最为明显的一个阶段；第三个阶段是胶州湾环境质量不断改善的一个阶段，由于各项治污措施的实施，到本世纪初，胶州湾的环境质量较20世纪的最后20年里有了较大的改善。