Experimental investigation of production behavior of methane hydrate under ethylene glycol injection in unconsolidated sediment

This article investigates the gas production behavior from methane hydrate (MH) in porous sediment by injecting ethylene glycol (EG) solution with the different concentrations and the different injection rates in an one-dimensional experimental apparatus. The results suggest that the gas production process can be divided into the four stages: (1) the initial injection, (2) the EG diluteness, (3) the hydrate dissociation, and (4) the remained gas output. Nevertheless, the water production rate keeps nearly constant during the whole production process. The production efficiency is affected by both the EG concentration and the EG injection rate, and it reaches a maximum with the EG concentration of 60 wt %.

黄土丘陵区油松天然次生林林窗特征与更新动态

研究了黄土丘陵区油松天然次生林林窗的形状、大小结构、分布、形成木特征及其更新状况.结果表明:在油松天然次生林中,林冠林窗(CG)和扩展林窗(EG)面积均呈以小林窗为主的偏态分布.CG平均面积为31.15 m2,以20~40 m2林窗的数量比和面积比最大,分别为38.24%和30.50%;EG平均面积为58.04 m2,以30~60 m2的数量比和面积比最大,分别为36.77%和27.79%,且CG的平均面积占EG平均面积的53.67%;林窗形状多呈椭圆形,高度多在14~16 m;林窗形成年龄以10~20年为主,占33.82%.林窗中基折和枯立木分别占形成木总数的47.66%和23.44%.林窗形成的主要因素是人为间伐或盗伐,树木衰老等引起的抗性下降、干旱、病虫害等也是导致树木死亡的原因之一;每个林窗中平均有1.89个形成木,其中以2株形成木的林窗最多.林窗形成木主要是油松,其次为山杨、白桦和辽东栎等.形成木的径级呈明显的偏态分布,以10~20 cm和21~30 cm径级最为普遍,分别占总数的25.0%和45.31%,与林窗面积偏态分布吻合;林窗内林木的更新状况好于林下,且油松幼苗不存在断层,而油松林下幼苗在年...

无机材料的结构与物理性能：第一性原理计算

本论文的研究方向是通过密度泛函理论研究各种材料的物理化学性质。近年来相关理论和数值算法的飞速发展，使得基于密度泛函理论的第一性原理方法成为凝聚态物理、量子化学和材料科学中的常规计算研究手段。本论文对无机材料进行第一性原理研究，研究涉及材料物性包括几何构型、电子结构、磁性能、和力学性质等等。 第一章简要地介绍了密度泛函理论的基本框架和近年来的理论发展。密度泛函理论的发展以及寻找合适的交换相关能量泛函为主线。从最初的局域密度近似（LDA）、广义梯度近似（GGA）到现在的非局域泛函、自相互作用修正，多种泛函形式的出现使得密度泛函理论可以提供越来越精确的计算结果。除了改进交换相关泛函，近年来密度泛函理论向动力学平均场和含时理论等方面扩展也很活跃。这些扩展式的密度泛函理论的应用领域不断扩大。在本章的最后，我们介绍一些密度泛函理论的应用程序。 第二章我们通过第一性原理从头算系统的研究了5d过渡金属二硼化物TMB2 (TM = Hf, Ta, W, Re, Os and Ir, Pt)在假想的Pmmn空间群中的结合能、生成焓、力学常数和电子能带结构。我们的计算结果表明在力学常数和价电子浓度之间存在一种关系：即当价电子浓度在6.8到7.2之间时，体模量和剪切模量达到最大值。再者，这种力学常数与价电子浓度之间的关系可以通过电子能带结构分析，如费米面附近价电子的占据情况，决定了体系的结合能和力学性能。最大的体模量和剪切模量的获得归因于TM d-B p成键态的几乎完全占据和反键态的未占据。依据上述这种关系，我们预测了在正交结构OsB2合金化W和Re将比合金化Ir元素更容易和更硬。事实上，我们的进一步计算证实了我们的期望。 通过第一性原理计算研究了ReB2和WB2的结构、弹性力学，和电子性质。计算结果表明：ReB2的平衡态结构参数和报导的实验结构一致。在常温常压下，WB2在P63/mmc空间群比在P6/mmm更稳定。依据我们计算的多晶聚集体的体模量、剪切模量，ReB2和WB2可以被看作是具有前景的低压缩率和硬材料。再者，化合物的力学各项异性通过计算得到的弹性力学常数来详细的分析讨论。态密度和电子密度分析揭示过渡金属和硼原子之间的共价键是材料具有高的体模量、剪切模量和小的Poisson比率的原因。 第四章，采用WIEN2k程序包中的缀加平面波+局域轨道方法的第一性原理计算，研究了层状钙钛矿化合物Cs2AgF4的结构、电子结构和磁性等性质。我们的计算结果表明Cs2AgF4的基态为正交相，能量比四方相低。我们同时发现Cs2AgF4应该表现出一种强的二维铁磁性，铁磁层之间为弱的反铁磁性耦合，这一结果与实验观察相一致。更主要的是，通过分析态密度图和自旋电子密度等密度面的分析，可以清楚地看出体系中存在 和 轨道的反铁电弹性有序现象。 第五章中，采用WIEN2k程序包中的缀加平面波+局域轨道方法的第一性原理计算，研究了YBaFe2O5的晶体结构、电子和磁性等方面的物理性能，特别是有关电荷和轨道有序的情况。尽管总的3d电荷不均衡程度很小，以Fe2+ 和Fe3+阳离子t2g轨道占据数的差别所定义的轨道有序序参量相当大（0.73），无可非议的显示YBaFe2O5中存在电荷和轨道有序。O 2p和Fe eg轨道之间的强的杂化作用使得Fe2+ 和Fe3+阳离子之间总电荷差别几乎完全消失。此外，我们讨论了轨道有序和电荷有序以及磁有序之间的关系。dxz轨道有序决定了G型反铁磁性自旋有序的稳定性和电荷有序模式。

可生物降解的两亲性嵌段共聚物的自聚集行为研究

可生物降解的两亲性嵌段共聚物PLA-PEG飞所制备的胶束或纳术粒子，作为潜在的药物控制释放体系弓！起人们广泛的兴趣。，方们授有寿比山于PEG链的空间位阴．效应可以避免单核噬菌体的吞噬，、并且可以通过控制可降解部分的降解行为实现药物的持续释放，使在微载体内所包载的药物分子持续释放出来。尽管高聚物的胶束和纳米粒子作为药物的胶体载体已作厂泛研究，但是对其本身物理化学性质与应用之间的联系研究甚少。因此本文对一系列PLLA和PEG两嵌段和三嵌段共聚物的自聚集行为进行了细致研究，得到了以卜结论：1．以花为"模型药物"，通过荧光探针技术对一系列两亲性共聚物在水呀招夜和NaCI溶液种的胶束化行为进行了研究。这些共聚物是由一种新型氨钙催化利，以人分J，的聚乙二醇（PEG）为引发剂，引发丙交酷开环聚合得到，，其中囚定长度阴 PEG段分剐为44，104和113环氧乙烷早兀，PLLA的长没在15-280乳酸中元之间。由于氨钙准活性的特点，这些共聚物的分散度较低，均在1.1-1.3之间。其临界胶束浓度cmc发现随PLLA的含量增加I荆氏。具有同一PEG长度的两嵌段和三嵌段共聚物cmc值的截然差别为它们胶束的构型不同提供了证据。同时也发现了NaCI的加入对丫EG段和争LLA段较短洪聚物的cmc的降低有明掀笋作用，而对具有较长PEG段或较长PLLA段的共聚物的cmc基本上没有什么影响。2．通过荧光探余十技术测定花在这一系列共聚物胶束溶液锄勺配分系数在0.2*10~5至1.9*10~5之间，对于同-PEG段的共聚物，花在其胶柬相中的配分系数随PLLA的含量的增加而增加。另外发现NaCl的加入能够促进花在胶束相中的配分。3．通过透射电子显微镜研究了两嵌段共聚物水溶液胶束的形貌，发现胶束的粒径和分散度均随PLLA段的增加而增加：通过原子力显微镜研究"这些纳米粒子退火前后的形貌变化，发现退火后纳米粒子重新自聚集为类似于神经网络红脚乏的"纳米条带"结构，其中心为类似"神经元"的团簇结构，而周困为支化的车由突"分支结构，这与文献上提到的只有三嵌段共聚物能够形成支化的"纳米条带"结构截然不同，其自聚集机理在进，步研究之中。4．以亲水性的荧光素为荧光探针研究了两嵌段共聚物在甲苯中的胶束化行为，发现其clnc值随PLLA段的含量增加而降低，相对于PEG段，PLLA段在其胶宋化过程中起主要作用。通过1HNMR证明两嵌段共聚物在甲苯中的胶束具伯以PLLA段为"核"、PEG段为"壳"的"核-壳"结构，这种胶柬化行为通过溶解度参数的差异进行了解释。5.通过原子力显微镜发现，当这些胶束滴加在云母表面上经过热处理后，这些胶束重新自聚集成为规则的具有平缓隆起的纳米结构，这与由水中得到的胶柬热处理后的形貌截然不同，并对此进行了进一步解释。由XPS分析认为主要是PEG段覆盖在PLLA段表面。

ZnO基稀磁半导体的制备与性质研究

本论文利用溶胶一凝胶法和水热法制备了不同离子（Eu~3＋，Sm~3＋，Mn~2＋，Fe~3＋，Co~2＋，Ni~2＋）作为磁性杂质的ZnO基稀磁半导体，并系统地研究了材料的薄膜、粉末和纳米结构的结晶特性、结构形态和光、电、磁性质。溶胶一凝胶法制备的薄膜的晶体为c轴取向生长的六方纤维锌矿结构。薄膜的取向生长受烧结气氛、烧结温度和掺杂离子浓度的影响，其中烧结气氛是影响薄膜取向生长的最直接、最显著因素。随着烧结气氛中氧含量的减小，薄膜的沿c轴生长的趋势加强。此外，烧结温度的提高也增强薄膜沿c轴生长的趋势，但掺杂离子浓度的增加却抑制薄膜的c轴取向生长特性。通过薄膜表面形态的研究发现，在空气中烧结的薄膜由立方晶粒构成，而在真空中烧结的样品则由不规则的片状晶粒组成。组成薄膜的多晶颗粒粒径小于10Onm，15层薄膜的膜厚为357-366nm。掺杂离子在薄膜中均匀分布，成膜过程不改变掺杂离子（Eu3+，Sm3＋，Mn2+，Fe3＋，Co2＋，Ni2＋）和基质离子（Zn2+和O2-）的价态。 不同Eu3+掺杂浓度的ZnO薄膜样品的吸收光谱的吸收边出现在363nm和368nm之间，对应半导体材料的禁带宽度Eg=3.42～3.40ev。由于Eu3＋改变了薄膜的表面性质，Zn1-xEux（0.005≤x≤0.15）薄膜在可见光区出现了一系列干涉带。Zn1-xTMxO薄膜的吸收光谱的吸收边位置出现在356nm-369nm，对应半导体的禁带宽度为3.34-3.46eV，在可见光区发现了Co2＋的电子的d-d跃迁引起的吸收带。随着掺杂浓度的增加，薄膜的透光率逐渐减小。Zn1-xCoxO薄膜在近紫外与可见光区的透光率都在60％以上，Zn1-xEuxO薄膜的透光率则高达90％。在Zn1-xEuxO薄膜的激发发射光谱中，以613nm作为监控波长，激发光谱除了检测到Eu3＋的7F→5D能级的吸收跃迁外，还检测到最大值位于378nm附近的ZnO的吸收带。以394nm为激发波长，发射光谱检测到Eu3+的5D0→7FJ（J＝1，2，3，4）跃迁。以zno的带隙能量378nm作为激发波长进行激发，检测到Eu3+的5D0→7F2跃迁，说明基质zno和E矿十之间存在能量交换。薄膜磁性测试在4-400K温度范围内进行，发现在此温度范围内Zn0.9Eu0.1O薄膜表现居里一外斯顺磁性；在低温区，存在磁性增强现象。zno．gCoo．IO薄膜在23oK以下表现为铁磁性，200K的M-H曲线显示薄膜的剩磁（Br）约为0．21em侧g，矫顽力（Hc）约为327Oe。但Zn0.9Mn0.1O，Zn0.9Ni0.1O，Zn0.9Co0.1O薄膜的磁性测试则显示在80K以上三种薄膜均表现为顺磁性。Zn0.9Eu0.1O薄膜的电阻呈现典型的半导体性质，在ZT的磁场下，薄膜在110K获得最大14.53％的磁阻率。Zn1-xTMxO薄膜的电阻也表现典型的半导体特性，实验研究了薄膜在不同掺杂离子浓度、外加磁场以及温度条件下的磁阻性质。粉末样品中磁性离子的掺杂浓度均小于薄膜样品。Co，Fe，Ni，Mn掺杂的Zn1-xTMxO粉末在80以上均为顺磁性。在Co2＋掺杂的粉末样品中没有发现类似于薄膜样品的铁磁性，说明DMS的磁性与制备条件关系密切。实验证明了利用sol-gel方法，Zno：TM稀磁半导体能够有效地组装在MCM-41和AAO的孔道内。ZnO:TM材料组装进在MCM-41孔道后，不改变孔道的六方结构但使孔径变小。随着组装次数的增加，MCM-41的孔径和孔容累进减小。组装在AAo模板孔道内的材料呈单分散纳米颗粒状态，颗粒粒径小于loonm。组装材料的磁性测试显示：组装在MCM-41内的Zn0.9Co0.1O材料在80K-30OK呈现超顺磁性。而Mn，Fe，Ni掺杂的Zno在此温度范围内表现顺磁性。组装在AAO内的ZnO:TM(TM=Mn，Fe，Co，Ni）材料在SOK-30OK温度范围内都呈现顺磁性。在水热法合成ZnO:A（A＝Bu，Sm，co）纳米粒子的过程中，发现反应温度、压力、时间和溶液浓度等因素只影响Znl．xCoxO纳米粒子的的产量，而溶液的酸度却影响产物的形貌。控制溶液的酸度，可以控制产物的形貌从粒状向棒状转变。当溶液的PH＝5时，在甲醇：水体系中可以水热合成规则的棒状ZnO：RE（RE=Eu，Sm）纳米晶。所得到的Zn0.98Co0.02O纳米晶在80K呈超顺磁行为，而ZnO：RE（RE＝Eu，Sm）纳米晶在80K则表现较弱的顺磁性。 实验通过控制水热条件，制备了一种新型结构的柠檬酸锌晶体。由于利用了水热反应的非平衡合成条件，所得到的晶体的层状结构不同于目前已知的所有柠檬酸配合物的离散型分子结构。单晶衍射结果表明：化合物是一个由八面体和一个非对称单元交替相连构成的二维层状结构。

液结Hg_(1-x)CaxTe太阳能电池的研究

多晶富镉HerxCdsoTe的电阻率较低，禁带宽度可调，是一种很有希望的半导体光电转换材料。本论文通过对Hg_(1-x)CdxTe(MCT)电沉积的研究，找出了多晶富镉MCT电况积的最佳条件，并对它的结构，组份以及在多硫体系溶液的光电化学性能进行了研究，观察到良好的光响应，在此基础上，进一步深入地研究了不同X值的系列MCT电极的结构，性能。结果表明，不同X值的系列MCT具有相同的闪锌矿型晶体结构，多晶晶粒大小，分布，形态等均没有明显的变化。但随着1－X值的增大，MCT的电导率增高，在多硫电解液中的短路光电流大大上升，但开路光电压却有所下降，这与φ_(fb)随1－X的升高而正移这一实验事实是一致的。即开路光电压的下降是由φ_(fb)的正移，由光谱响应实验得到的Eg值表明：当MCT中的汞含量增大（1-X值升高），禁带宽度下降.经分析，导致Eg变窄的因素在于Ec位置的下降，价带Ev的位置基本保持不变。过高的表面态密度和施主掺杂浓度，大大降低了MCT电极在多硫体系溶液中的Voc,Isc,η,FF。本实验中，未经任何处理MCT沉积膜在多硫电解液中的Voc可达300mV, Isc为3.55mAcm~(-2)，η达0.43%.对MCT／多硫体系在光照下的稳定性进行了热力学分析，表明此体系易于分解，不是稳定体系，实验结果证实了这一点。为了解决以上存在的问题，本论文分别探索了能够影响电极性能的几个因素。MCT的退火处理能够增大多晶晶粒，减少晶粒间界，使Isc大大提高。采用Ni或650 ℃热处理后的Ti作基底呈现出较好的光活性，它的短路光流Isc。开路光电压Voc等比使用经10％HF浸刻的Ti作基底要提高数倍。与多硫体系相比，MCT电极在Fe(CN)_6~(4-)/Fe(CN)_6~(3-)体系中的Voc, Isc提高近二倍，但填充因子F，F未能得到改善。单晶HgIn_2S_4是有明显的n型半导体特征，由光谱响应实验确定出它的禁带宽度为2.0eV，与太阳光谱匹配差。在光极化特性测量中，暗态扫描与光刻至关得要，它能使电极在多硫体系中的光电流提高十多倍。在这种体系HgIn_2S_4的功率效率η=0.1%。稳定性实验表明单晶HgIn_2S_4在多硫体系中的光腐蚀小，光电流稳定。

Effect of cryoprotectants on hatching rate of red seabream (Pagrus major) embryos

The objectives were to investigate the effect of cryoprotectants on the hatching rate of red seabream embryos. Heart-beat embryos were immersed in: five permeable cryoprotectants, dimethyl sulfoxide (DMSO), glycerol (Gly), methanol (MeOH), 1,2-propylene glycol (PG), and ethylene glycol (EG). in concentrations of 5-30% for 10, 30, or 60 min; and two non-permeable cryoprotectants: polyvinylpyrrolidone (PVP), and sucrose (in concentrations of 5-20% for 10 or 30 min). The embryos were then washed and incubated in filtered seawater until hatching occurred. The hatching rate of the embryos treated with permeable cryoprotectants decreased (P < 0.05) with increased concentration and duration of exposure. In addition, PG was the least toxic permeable cryoprotectant, followed by DMSO and EG, whereas Gly and MeOH were the most toxic. At a concentration of 15% and 30 min exposure, the hatching rate of the embryos immersed in PG was 93.3 +/- 7.0% (mean +/- S.D.), however. in DMSO. EG, Gly. and MeOH, it was 82.7 +/- 10.4, 22.0 +/- 5.7, 0.0 +/- 0.0, and 0.0 +/- 0.0%, respectively. Hatching rate of embryos treated with PVP decreased (P < 0.05) with the increase of concentration and exposure time, whereas for embryos treated with sucrose, there was no significant decrease in comparison with the control at the concentrations used. (C) 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.

兔胚胎干细胞冷冻保存的研究

胚胎干细胞(embryonic stem cells, ES 细胞)起源于着床前胚胎内的细胞群，对 鼠ES 细胞研究已经有20 多年，但直到1998 年才首次报道从人的胚胎中获得ES 细胞，2006 年本实验室从兔体外受精胚胎的内细胞团分离建立了兔胚胎干细胞 系RF。ES 细胞是能在体外长期培养，高度未分化的全能细胞系，可在适合的条 件下分化为胎儿或成体的各种类型的组织细胞。根据这一特性，它们可用于再生 细胞或组织移植。胚胎干细胞的成功冻存是其应用于临床的前提。成功的冻存是 在冷冻、解冻和复苏培养过程中，细胞具有较高的存活率，且仍能保持胚胎干细 胞的自我更新和全能性的特性。目前除了小鼠ES 细胞用常规慢速冷冻方法可以 达到95%以上的未分化集落复苏率外(Yao & Yuan, 2005)，其它物种尤其是灵长 类的许多ES 细胞系用常规慢速冷冻方法的复苏率极低，极大地限制了这些细胞 的临床应用。为提高兔胚胎干细胞RF 在慢速冷冻中的保存效果, 本研究比较了 二甲基亚砜(DMSO)和乙二醇（ethylene glycol，EG）对兔胚胎干细胞冷冻保护效 果。对冷冻复苏后的细胞进行台盼蓝染色，并研究其胚胎干细胞的分子特性，结 果表明， DMSO 比EG 具有更好的冷冻保护效果。再在以10% DMSO 为基础的 防冻液中添加膜稳定剂海藻糖或谷氨酰胺，细胞冷冻复苏后结果显示, 谷氨酰胺 对兔胚胎干细胞有明显的冷冻保护作用，使细胞存活率从71%提高到83.7%。当 谷氨酰胺浓度为0、5、10、20、40mmol/L 分别加入防冻液中后，20mmol/L 的 谷氨酰胺具有最佳的冷冻保护效果。以上结果得出兔胚胎干细胞慢速冷冻的防冻 液改进配方为：胚胎干细胞培养液中添加10% DMSO+20 mmol/L 谷氨酰胺.

A surface structure model for Si(337)

The surface reconstruction on Si(337) at room temperature has been studied by low energy electron diffraction (LEED). It has been found that: (I) the Si(337) gave a clear LEED pattern which indicates the existence of another high index stable surface besides Si(113); (II) in addition to a strong Si(337)-(1 X 1), we observed for the first time a (2 X 1) LEED pattern indicating a surface reconstruction along the [1(1) over bar0$] direction; (III) a surface model has been proposed for the observed Si(337)-(2 X 1) structure.

微量硼掺杂非晶硅的瞬态光电导衰退及其光致变化

利用EG&G的瞬态分析测试仪对微量硼掺杂的高氢烯释非晶硅薄膜的瞬态光电导作了测量，并研究了长时间曝光处理对瞬态光电导的影响。发现薄膜的瞬态光电导衰退可以用双指数函数来拟合，说明在样品的光电导衰退过程中有两种陷阱在起作用，估算了陷阱能级的位置。曝光处理后样品的光电导和暗电导不仅没有下降，而且还有所上升，薄膜的光敏性有所改善。很可能曝光过程引起了硼受主的退激活，导致费米能级向导带边移动，使有效地复合中心减少，样品的光电导上升。

Photoluminescence of nanocrystalline SiC films prepared by rf magnetron sputtering

Amorphous Sic films are deposited on Si (111) substrates by rf magnetron sputtering and then annealed at 1200 degreesC for different times by a dc self-heating method in a vacuum annealing system. The crystallization of the amorphous Sic is determined by Raman scattering at room temperature and X-ray diffraction. The experimental result indicates that the Sic nanocrystals have formed in the films. The topography of the as-annealed films is characterized by atomic force microscopy. Measurements of photoluminescence of the as-annealed films show blue or violet light emission from the nanocrystalline Sic films and photoluminescence peak shifts to short wavelength side as the annealing time decreases.

Orientation effects of deformed nuclei on the production of superheavy elements

Within the dinuclear system model, the effects of the relative orientations of interacting deformed nuclei on the interaction potential energy surfaces, the evaporation residue cross sections of some cold fusion reactions leading to superheavy elements are investigated. The competition between fusion and quasifission is studied to show the effect of the orientation. It turns out that the belly-belly orientation is in favor of the production of superheavy nuclei, because in the case a barrier has suppressed the quasifission and thus helped fusion.

Shell correction and pairing energies in the dinuclear system model

We investigate the dependences of the potential energy surfaces (PES) and the fusion probabilities for some cold fusion reactions leading to super-heavy elements on the nuclear shell effect and pairing energy. It is found that the shell effect plays an important role in the fusion of the super-heavy element while pairing energy's contribution is insignificant. The fusion probabilities and evaporation residue cross sections as functions of the Ge-isotope projectile bombarding Pb-208 are also investigated. It is found that evaporation residue cross sections do not always increase with the increasing neutron number of Ge-isotope

Nuclear potential and fusion cross sections for synthesizing super-heavy elements in di-nuclear systems

A double folding method with simplified Skyreme-type nucleon-nucleon interaction is used to calculate the nuclear interaction potential between two nuclei. The calculation is performed in tip-to-tip orientation of the two nuclei if they are deformed. Based on this methods, the potential energy surfaces, the fusion probabilities and the evaporation residue cross sections for some cold fusion reactions leading to super-heavy elements within di-nuclear system model are evaluated. It is indicated that after the improvement, the exponential decreasing systematics of the fusion probability with increasing charge number of projectile on the Pb based target become better and the evaporation residue cross sections are in better agreement with the experimental data.

Angular distribution of characteristic photons after radiative electron capture at strong central fields

We investigate the difference in the angular distribution of Ly-alpha(1) and K alpha(1) photons from hydrogenlike and heliumlike ions of uranium after radiative electron capture to the L shell. The strong anisotropy in the former case is changed to a very small one in the latter case. Our calculations support the observation. The effect takes place even in the limiting case of noninteracting electrons, being caused by the Pauli principle.