As-doped p-type ZnO films by sputtering and thermal diffusion process

As-doped p-type ZnO films were grown on GaAs by sputtering and thermal diffusion process. Hall effect measurements showed that the as-grown films were of n-type conductivity and they were converted to p-type behavior after thermal annealing. Moreover, the hole concentration of As-doped p-type ZnO was very impressible to the oxygen ambient applied during the annealing process. In addition, the bonding state of As in the films was investigated by x-ray photoelectron spectroscopy. This study not only demonstrated an effective method for reliable and reproducible p-type ZnO fabrication but also helped to understand the doping mechanism of As-doped ZnO. (c) 2006 American Institute of Physics.

Effect of lightly Si doping on the minority carrier diffusion length in n-type GaN films

We investigate the effects of lightly Si doping on the minority carrier diffusion length in n-type GaN films by analyzing photovoltaic spectra and positron annihilation measurements. We find that the minority carrier diffusion length in undoped n-type GaN is much larger than in lightly Si-doped GaN. Positron annihilation analysis demonstrates that the concentration of Ga vacancies is much higher in lightly Si-doped GaN and suggests that the Ga vacancies instead of dislocations are responsible for the smaller minority carrier diffusion length in the investigated Si-doped GaN samples due to the effects of deep level defects. (c) 2006 American Institute of Physics.

Fe-diffusion-induced defects in InP annealed in iron phosphide ambient

Photoluminescence (PL) and photo induced current transient spectroscopy (PICTS) have been used to study deep levels in semi-insulating (SI) InP prepared by annealing undoped InP in pure phosphorus (PP) and iron phosphide (IP) ambient. Defects are much fewer in IP SI-InP than in PP SI-InP. Deep-level-related PL emission could only be detected in IP SI-InP. The results indicate that Fe diffusion inhibits the thermal formation of a number of defects in annealed InP. A complex defect has been formed in the annealing process in the presence of Fe.

Impurity-free vacancy diffusion technique for InGaAsP/InP multiple quantum well laser structure

Bandgap tuning of the InGaAsP/InP multiple quant um well (MQW) laser structure by the impurity-free vacancy diffusion (IFVD) is investigated using photoluminescence. It has been demonstrated that the effects of the plasma bombardment to the:sample surface involved in the IFVD technique can enhance the intermixing of the InGaAsP/InP MQW laser structure. The reliability of the IFVD technique, particularly the effects of the surface decomposition and the intrinsic defects formed in the growth or preparation of the wafer, has been discussed.

Boron diffusion in Ge+ premorphized and BF2+ implanted Si(001)

The annealing behavior of Si implanted with Ge and then BF2 has been characterized by double crystal X-ray diffraction (DCXRD) and secondary ion mass spectroscopy (SIMS). The results show that annealing at 600 degrees C for 60 minutes can only remove a little damage induced by implantation and nearly no redistribution of Ge and B atoms has occurred during the annealing. The initial crystallinity of Si is fully recovered after annealing at 950 degrees C for 60 minutes and accompanied by Ge diffusion. Very shallow boron junction depth has been formed. When annealing temperature rises to 1050 degrees C, B diffusion enhances, which leads to a deep diffusion and good distribution of B atoms into the Si substrate. The X-ray diffraction (004) rocking curves from the samples annealed at 1050 degrees C for 60 minutes display two SiGe peaks, which may be related to the B concentration profiles.

Gallium diffusion through cubic GaN films grown on GaAs(100) at high-temperature using low-pressure MOVPE

Cubic GaN films were grown on GaAs(1 0 0) substrates by low-pressure metalorganic vapor-phase epitaxy at high temperature. We have found a nonlinear relation between GaN film thickness and growth timer and this nonlinearity becomes more obvious with increasing growth temperature. We assumed it was because of Ga diffusion through the GaN film, and developed a model which agrees well with the experimental results. These results raise questions concerning the role of Ga diffusion through the GaN film, which may affect the electrical and optical properties of the material. (C) 1998 Published by Elsevier Science B.V. All rights reserved.

The enhancement of diffusion by strain of InAs quantum dots in a GaAs matrix

We investigate the annealing behavior of Photoluminescence (PL) from self-assembled InAs quantum dots (QDs) with different thicknesses GaAs cap layers. The diffusion introduced by annealing treatment results in a blue-shift of the QD PL peak, and a decrease in the integrated intensity. The strain present in QDs enhances the diffusion, and the QDs with the cap layers of different thicknesses will experience a strain of different strength. This can lend to a, better understanding of the larger blue-shift of the PL peak of the deeper buried QDs, and the different variance of the full width at half maximum of the luminescence from QDs with the cap layers of different thicknesses.

基于NMR的代谢组学方法对稀土生物效应的研究

近年来，随着高场傅里叶变换核磁共振波谱仪灵敏度的提高、分辨率的增加、化学位移的扩展、多脉冲实验技术的发展以及计算机技术的不断进步，使NMR技术在生物和医学领域的应用有了飞速的发展。而基于NMR技术结合模式识别的代谢组学方法更是在医学临床诊断、药物毒性、环境毒理学等领域得到广泛应用。 稀土由于其特殊的电子层结构在工业、农业、畜牧业和现代生物医学上具有非常广泛的应用。本论文工作采用基于核磁共振技术的代谢组学方法，分别对给药稀土钕、镨(农用稀土微肥常乐中两种主要成分)以及重稀土钆后大鼠的体液(尿液、血清)和组织(肝、肾)中代谢物的浓度变化进行了分析。结合生化指标数据和组织切片显微照片，系统的研究了稀土钕、镨和钆的急性生物效应。 运用高分辨1H NMR技术，检测分析了大鼠腹腔注射不同剂量硝酸钕(2，10，50 mg/kg体重，48 h)、氯化钆(10，50 mg/kg体重，168 h)和硝酸镨(2，10，50 mg/kg体重，168 h)后尿液、血清及肝肾组织中的代谢物如柠檬酸、肌酸、肌酸酐、二甲胺、二甲基甘氨酸、氮氧三甲胺(TMAO)、氨基酸、乳酸、琥珀酸、牛磺酸、胆碱、甘油三脂、糖元等的浓度、物种的变化。结合模式识别方法，并根据血中生化指标和组织光镜图，对稀土在体内与细胞、组织和器官的作用机理及急性毒性进行了有意义的探讨。结果表明：高剂量硝酸钕的引入可能使动物体内的代谢出现异常，动物肾脏和肝脏的特定部位(如肾小管、肾乳头、肝脏线粒体)受到选择性的损伤；氯化钆对大鼠造成损伤的靶器官是肝脏，同时肾脏功能也受到伤害，其主要表现为通过改变大鼠体内酶代谢而使大鼠肝脏中正常的能量代谢(糖代谢和脂肪代谢)和氨基酸代谢等受到扰乱，同时能使肾脏中维持渗透平衡的渗透质浓度降低；硝酸镨靶向器官为肝脏和肾脏，以肝脏为主，且呈现明显的剂量-反应关系，低、中剂量Pr(NO3)3对大鼠肝脏和肾脏的损伤在168 h内是可逆的。基于NMR的代谢组学方法也可用于其它化合物的毒性研究。

现代NMR技术在生物医学中的应用－－稀土对大鼠代谢产物的影响及磁共振造影剂性质的研究

近年来，随着脉冲傅里叶变换核磁共振波谱仪灵敏度的提高及计算机技术的进步，使NMR技术在生物领域的应用有了飞速的发展。论文应用NMR技术研究了稀土化合物（硝酸镧）对大鼠体内代谢产物的影响。对Wistar种大鼠按不同剂量给药（灌胃和腹腔注射两种方式）后的尿液和血清中的代谢物质的~1H NMR谱数据进行研究，并结合血清、尿液中生化指标的检测结果，指出稀土作用后大鼠肾脏的肾小管及肝脏线粒体均受到一定程度的损害，随稀土摄入量的增多，损害程度越严重。并提出代谢物中尿素、Suc、Kg、Cit、DMA、DMG、TMAO和氨基酸等可以作为肾脏受损伤的NMR markers，而乙醇、Lac和Tau可作为肝脏受损伤的NMR markers。实验中最小剂量为0.05 mg La(NO_3)_3/kg体重，仍有机体受损的NMR信号，说明稀土的安全剂量小于这一数值。在临床磁共振成像中，造影剂是医学诊断中的一种重要辅助试剂。本文采用NMR水弛豫分析法研究了GdDTPA及Gd(cycle-DTPA-1,2-PN)、Gd(DTPA－BIN)在水溶液和BSA溶液中的弛豫性质，为研究顺磁性金属配合物与蛋白质间相互作用情况提供了有效方法；对配体cycle-DTPA-1,2-pn、DTPA－BIN做了~1H NMR滴定研究，得出其质子解离过程和解离常数，并采用半经验量化计算方法计算了两种配体的质子化过程，得到了与~1H NMR滴定一致的结果。结果表明将NMR实验和量化计算方法结合，是考察复杂配体热力学稳定性的有效方法。

用NMR、FT-IR、DSC和AFM的方法研究PP-b-PE的结构与性能

聚丙烯是一种优异的高分子材料，但其低温抗冲击性能欠佳，因而限制了其应用范围。采用PP与PE嵌段共聚来改善PP的抗冲击性能是世界上目前行之有效的方法，因而引起人们的重视。由于聚丙烯嵌段共聚物（PP-b-PE）是由多组分组成的复杂体系，对其组成和链的结构仍不十分清楚。因此，本工作选取国外（6组）和国内（5组）共计11组PP-b-PE样品，分别对其结构、性能及其影响因素进行了研究，为实际应用提供了依据。为了保证能将PP-b-PE中的橡胶成分抽提出来，先将PP-b-PE样品用二甲苯溶解，之后加入甲醇沉淀、过滤、干燥，最后用正庚烷抽提，使得PP-b-PE样品中正庚烷的不可溶物与可溶物完全分离。其中，可溶物即为橡胶，不可溶物为塑料。再利用高温核磁共振谱仪（NMR）、示差扫描量热仪（DSC）和傅立汗卜变换红外谱仪（FT-IR）等先进的分析技术手段进行结构分析，并用原子力显微镜（AFM）观察生产过程中样品的形貌。实验和分析结果表明：在正庚烷可溶物中含有低熔点的聚丙烯和嵌段长度不同且能结晶的聚乙烯；并且还含有属于乙丙无规共聚物橡胶部分的n值小于4的（-CH2-）n结构，以及嵌有结晶性的丙烯和乙烯链节。正庚烷的不可溶物主要为聚丙烯，及少量聚乙烯。对于不同物性的PP-b-PE而言，正庚烷不可溶物决定了其刚性，正庚烷可溶物决定了其韧性，并由其粘度比决定了橡胶在聚丙烯中的分布情况。用AFM来研究PP-b-PE中的橡胶颗粒的分布情况是非常好的分析方法。PP-b-PE样品中橡胶的含量及其组成成分将对PP-b-PE的性能产生很大的影响。国内用浆液法生产的PP-b-PE样品中橡胶含量相对于用液一气相法和气相法生产的要少，但在其正庚烷不可溶物中含有较多的乙烯。从而可以用控制乙烯的含量来改善其抗冲击性能，这是浆液法与液一气相法和气相法的最大区别。液一气相法和气相法生产的PP-b-PE样品中的正庚烷可溶物的含量和结构十分接近。结果表明，本文采用多种不同的先进的分析方法和实验手段对PP-b-PE的结构与性能的研究是一条有效可行的实验途径。

基于NMR的稀土生物效应代谢组学研究

近年来，随着高场傅里叶变换核磁共振波谱仪灵敏度的提高、分辨率的增加、化学位移的扩展、多脉冲实验技术的发展以及计算机技术的不断进步，使NMR技术在生物和医学领域的应用有了飞速的发展。而基于NMR技术结合模式识别方法的代谢组学方法更是在医学临床诊断、化合物生物效应、环境毒物学等领域得到广泛应用。稀土由于其特殊的电子层结构在光学、磁学领域应用非常广泛，同时因为其对农作物生长具有明显的促进作用，因此也被大量使用于农业中。本论文工作围绕农用稀土微肥常乐中两种主要成分斓、饰以及重稀土噜的急性生物效应，采用基于核磁共振技术的代谢组学方法，结合生化指标和组织切片显微照片，对给药稀土大鼠的体液（尿液、血清）和组织（肝、肾）进行了系统的研究。运用高分辨IHNMR技术，检测分析了大鼠腹腔注射不同剂量硝酸悯（2．0，10，50mg／kg体重）、硝酸饰（2．0，10，50mg瓜g体重）和灌胃给药硝酸噜（0．01，0．05，0．2，2，10，100mg／kg体重）48小时内尿液及48小时后血清及肝肾组织中的代谢物如柠檬酸、酮体、肌酸配、二甲胺、二甲基甘氨酸、TMAO、氨基酸、乳酸、唬拍酸、牛磺酸、甘油三脂、糖元等的浓度、物种的变化。结合模式识别方法，并根据血中生化指标和组织光镜图，对稀土在体内与细胞、组织和器官的作用机理及急性毒性进行了有意义的探讨。结果表明，各剂量硝酸悯主要导致大鼠肝脏受损，且损害程度与剂量成正比关系；而高剂量硝酸饰（10，50mg／kg体重）不仅在48小时内造成大鼠肝脏的能量代谢（糖代谢、脂肪代谢）紊乱，并导致肾小管炎症和肾乳头坏疽；重稀土噜在低剂量（0．2，2．0mg／kg体重）时主要导致肾小管重吸收能力下降，而高剂量（10，100mg众g体重）时主要表型为肝毒。该方法可用于其它药物的毒理研究。

聚丁二烯的序列结构Ⅰ. ~(13)C-NMR研究聚丁二烯的序列结构 Ⅱ. 1,2-聚丁二烯的构象分析

本文详细分析了聚丁二烯分子链的序列结构，以聚丁二烯的(13)C-NMR波谱测试为依据，划分聚丁二烯分子链为三种序列、十七类脂碳碳核。在此基础上发现并论证了T_4碳核的存在，同时在聚丁二烯的~(13)C-NMR谱图上确认了与之对应的共振吸收峰－T_4峰。通过处理谱峰化学位移数据，得到一组计算聚丁二烯~(13)C-NMR谱图脂碳部分各谱峰化学位移的经验参数。应用这一组参数于聚丁二烯的~(13)C-NMR谱图（脂碳部分），各谱峰化学位移的计算值和实验值有良好的一致性。但是，与聚丁二烯分子链的1,2－序列两端的四类碳核：C_4、T_4、V_2和V_8相对应之谱峰的化学位移，其实验值一致地大于计算值而趋向低场方面，为深入研究聚丁二烯的链结构提供了有价值的情报。本文还讨论了对于4'峰和8'峰的归属，并对定量表征聚丁二烯分子链的序列结构进行了初步尝试。

全同1，2－聚丁二烯的合成及用~(13)C-NMR方法研究1，2－聚丁二烯的序列结构

采用Cr／Al催化体系，成功地合成了全同1，2－聚丁二烯（PBD），并用DSC方法、X－射线衍射、红外光谱及~(13)C－NMR的方法进行结构与物性测定，得如下结果：全同1，2－PBD的熔点为124.3℃；三角晶系中，分子链成了螺旋，晶胞参数为a＝17.3A，c＝ 6.5A；在红外光谱中，其特征谱带出现在694.4 cm~(-1)处；在~(13)C－NMR谱中仅出现四条谱峰，其化学位移分别为142.51、111.56、39.26、37.43 ppm。全同1，2－PBD的~(13)C－NMR谱提供的实验数据表明，在~(13)C－NMR谱中1，2－PBD－CH二碳十个五元组谱峰的归属是有别于Elgert、Kumar已有的归属。它属于一种新的归属，与半经验方法所推演的结果相符。它恰巧同聚丙烯侧甲基五元组谱峰的归属一致。采用半经验方法研究了1，2－PBD的~(13)C－NMR增中CH二碳五元组、CH_2－碳四元组及六元组共振谱峰，同时讨论了模型链的链长、温度以及立构序列的排列对各立构序列键概率的影响，求得了相应的r值。同时采用经验方法对1，2－PBD的~(13)C－NMR谱中CH_2=碳、CH－碳五元组及CH_2－碳四元组谱峰做了归属。两种方法对CH_2－碳谱峰的归属得到了一致的结果。

液体多脉冲及2D NMR实验的计算机模拟

现代多脉冲及2D NMR技术是过去十年中发展起来的崭新的NMR实验方法。计算机模拟做为NMR实验的强有力分析手段已日益受到重视。国内这方面工作开展得尚很少；国外发表的工作主要采用的是数字模拟，存在分析结果不够直观、物理意义不够清晰等缺陷。本论文工作采用乘积算符方法研制出对分析多脉冲及2D NMR实验普适的模拟程序PROPER；在乘积算符基础上，针对磁等性自旋体系，提出了实用的对称化乘积算符及多量子积算符方法。一、多脉冲及2D NMR实验的计算机模拟 1. 采用乘积算符方法在本所PDP－11／23微机上研制了多脉冲及2D NMR实验的模拟程序PROPER。该程序对不超过4核（I ＝ 1／2）的同核及异核弱耦合自旋体系非选择性脉冲序列的分析是普遍适用的。受计算机内存的限制，PROPER程序所能处理的脉冲序列脉冲间隔数目一般不超过10。2. 应用PROPER模拟程序对INEP和DEPT脉冲序列进行了分析比较；特别对BIRD脉冲序列的各种相位变型进行了模拟分析，给出了分析结果，分析过程中考虑了影响BIRD作用效果的同核耦合因素。应用结果表明，PROPER程序计算正确、迅速、给出的模拟结果较通常的数字模拟方法简单、直观、物理意义清楚，便于分析。由于采用算符模拟，结果的输出打印比较费时。目前，PROPER程序正在改进和完善之中。二、多脉冲及2D NMR实验的密度算符描述 1. 针对磁等性自旋（I ＝ 1／2）体系，首次提出了对称化乘积算符描述方法。在通常的乘积算符基础上，引入了对称化乘积算符，并对其数理基础进行了详细论证。推导了算符循环对易关系决定的Liourill-Von Neumann方程的解，给出了算符间普遍存在的循环对易关系及其相应的演化公式。据此，以InS(I = 1/2, S = 1/2; n = 2,3)自旋体系为例，对DEPT脉冲序列进行了分析；结果表明，该方法较通常的乘积算符方法对磁等性自旋体系的分析要简单、实用，且物理意义更加明确。由于该方法涉及较多的算符对易关系，因此不易计算机编程。2. 在对称化乘积算符基础上引入了多量子积算符的概念。以In(I = 1/2; n = 2,3)体系为例，给出了两者的互换关系。推导出了具有标量耦合作用的两组合粒子体系普适的多量子积算符环对易关系及相应的演化解析式。多量子积算符方法可望将1／2－自旋磁等性组合粒子表象与自旋大于1／2的单粒子表象统一起来，并为计算机模拟提供新的数学方法。该方法尚有待于进一步研究。