碳材料的拉曼光谱

碳元素具有形成各种结构的同素异型体的奇特性质，从维度上讲，既有三维材料(如金刚石、石墨和无定形碳等)，也有一维材料(石墨晶须、炭纤维和碳纳米管)和零维材料(如富勒烯和碳纳米葱等)，因此，关于炭材料物性的研究一直是物理和化学科学非常活跃的研究领域之一。由于碳纳米管具有巨大的理论研究价值和应用前景，碳纳米管也成为纳米材料研究的前沿和热点。拉曼光谱被视为研究碳纳米管及其相关材料的结构特征的重要手段之一。

半导体科学与技术

本书是在国家自然科学基金委员会信息科学部的支持下，邀请了三十余位工作在半导体研究领域第一线的知名专家撰写而成的。本书系统介绍了当前国际、国内半导体科学和技术各个领域，包括半导体材料的生长、物理问题、重要实验和理论结果、器件结构和应用等方面的基础知识、研究现状、发展趋势和有待解决的关键问题。 本书适合从事半导体研究和教学的大学教师、科技工作者、工程技术人员、研究生、本科生以及科技管理部门有关工作人员和管理专家阅读和参考。

A three-dimensional analytical solution of the microheater temperature before bubble nucleation

A three-dimensional analytical solution of the microheater temperature based on heat diffusion equation is developed and compared with experimental results. Dimensionless parameters are introduced to analyze the temperature rise time and the distribution under steady state. To study the microheater temperatures before bubble nucleation, a set of working fluids and microheaters are considered. It is shown that the dimensionless time xi(-)(0) required for the temperature rise from room to 95% of the steady state temperature is about 75, not dependent on working fluids and microheaters. Heat transfer to the surrounding liquid is mainly caused by conduction, not by convection and radiation mechanisms. The microheater length affects the surface temperature uniformity, while its width influences the steady temperatures significantly, yielding the transition from heterogeneous to homogeneous nucleation mechanism from square microheaters to narrow line microheaters. 

Two-dimensional numerical simulations of shock waves in micro convergent-divergent nozzles

The steady two-dimensional Navier-Stokes equations with the slip wall boundary conditions were used to simulate the supersonic flow in micro convergent-divergent nozzles. It is observed that shock waves can take place inside or outside of the micronozzles under the earth environment. For the over-expanded flows, there is a boundary layer separation point, downstream of which a wave interface separates the viscous boundary layer with back air flow and the inviscid core flow. The oblique shock wave is followed by the bow shock and shock diamond. The viscous boundary layer thickness relative to the whole nozzle width on the exit plane is increased but attains the maximum value around of 0.5 and oscillates against this value with the continuous increasing of the nozzle upstream pressures. The viscous effect either changes the normal shock waves outside of the nozzle for the inviscid flow to the oblique shock waves inside the nozzle, or transfers the expansion jet flow without shock waves for the inviscid flow to the oblique shock waves outside of the nozzle. 

噻吩胺基稀土配合物的合成、表征

本论文共合成了两种类型12个稀土金属配合物和一个硅化合物,分别对它们进行了红外、核磁等表征，对其中的9个配合物进行了晶体结构的测定。考察了配体结构和反应条件对所生成的配合物结构的影响，研究了稀土单烷基配合物的反应性，以及稀土双烷基配合物在烷基铝和有机硼盐的共同作用下对丁二烯聚合的催化活性和选择性。主要工作内容和结论如下： (1) 合成了噻吩苯胺配体(HL1)，该配体与(Lu，Y)稀土三烷基化合物反应，通过C–H活化和烷基消除反应制备了稀土(Lu，Y)单烷基配合物1和2，配体以少见的C，N模式配位，S原子并不参与配位。配体(HL1)与Sc三烷基化合物反应制备了配体分别以C, N和N, S配位的双配的Sc配合物5。 (2) 通过改变反应时间和溶剂体系，HL1与稀土钇三烷基化合物反应可得到罕见的由稀土烷基化物和胺化物两部分组成的配合物3，它们通过噻吩环上活化的C原子连接在一起。HL1和Lu(CH2SiMe3)2(THF)2LiCH2SiMe3在甲苯和正己烷溶剂中反应可得到以L12Lu(CH2SiMe3)2为阴离子，Li(THF)4为阳离子的离子对4。 (3) 研究配合物1和2的反应性。1和2与过量的PhSiH3反应得到中心金属与Si元素交换的Si化合物。 (4) 合成了噻吩苯基膦胺配体(HL2-4)和苯基膦胺配体(HL5)配体。HL2-5与稀土(Y, Lu和Sc)三烷基化合物反应制备了稀土双烷基配合物6，7，8，9，10，11和12。进一步研究了稀土金属双烷基配合物6–12对丁二烯的催化特性，发现该系列催化剂具有独特的催化性质，能够催化丁二烯高反1，4-聚合（91.3%），得到的聚合物分子量在1到2万之间，分子量分布较窄(1.4–1.6)。 (5) 研究了金属钇(Y)，镥(Lu)，钪(Sc)三种中心金属对丁二烯聚合活性和反式1，4选择性的影响，发现催化剂对丁二烯聚合活性和反1，4选择性取决于配合物的中心金属原子，其中选择性最高为钪配合物，催化活性最佳的为钇配合物。 (6) 研究了配体HL2-4的N-芳环上的取代基分别为甲基，乙基，异丙基时催化体系对丁二烯反式1，4聚合活性和选择性的影响，发现随着N-芳环上取代基空间位阻的增大，催化剂活性逐渐下降，选择性逐渐增加，但当其取代基为异丙基时，过大的空间位阻导致活性和选择性同时有明显的下降。我们通过改变噻吩基为苯基，比较了相同聚合条件下含噻吩基的稀土双烷基配合物和含苯基的稀土双烷基配合物对丁二烯聚合活性和选择性的影响，发现噻吩环的存在对催化剂的活性和选择性有较大的影响。 (7) 在相同催化剂条件下，研究了不同聚合条件(不同类型的AlR3，不同类型的Borate，Al/Ln比等)对丁二烯反1，4聚合活性和选择性的影响。 我们发现，在AlR3和Borate这两种影响因素中，以烷基铝的类型对催化剂催化活性和选择性的影响最大，而有机硼盐的影响则比较轻微，其中以烷基铝为AliBu3，Borate为[B(C6F5)4][Me2NHPh]时，反1，4选择性为最佳。Al/Ln增大并不能够显著增加催化剂的活性，对选择性的影响也并不明显，相反，随着铝比的增加，聚合过程中的链转移增加，导致分子量下降，对于该系列稀土烷基催化剂，最佳Ln/Al 为10。

含β-二酮结构高性能聚合物的合成、表征与性能

合成出12种β-二酮化合物：1-（4-硝基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(1)、1-(3-硝基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(2)、1-(4-胺基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(3)、1-(3-胺基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(4)、1-(4-马来酰亚胺基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(5)、1-(3-马来酰亚胺基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(6)、1,3-双(3一硝基苯基)-1，3-丙二酮(7)、1-(3-硝基苯基)-3-(4-硝基苯基)-1,3-丙二酮(8)、1,3-双(4-硝基苯基)-1,3-丙二酮(9)；1,3-双(3-氨基苯基)-1,3-丙二酮(10)、1-(3-氨基苯基)-3-(4-氨基苯基)-1,3-丙二酮(11)、1,3-双(4-氨基苯基)-1,3-丙二酮(12)。12种化合物的结构均经多种光谱表征方法得到证实。采用定量~1H和~(13)C-NMR方法测定了化合物5-12酮式、烯醇式异构体的含量；烯醇式-酮式互变异构平衡常数；以及化合物5、6、8、lO烯醇式异构体的相对百分比。应用荧光光谱法研究了化合物的荧光性能，比较了取代基位置对其荧光性能的影响。以化合物5和6为单体，成功地制备出侧链含有B-二酮结构的2种马来酰亚胺均聚物。聚合研究结果表明间位取代的单体聚合速率明显大于对位取代的单体。光谱表征结果表明均聚物侧链的B-二酮基团主要以其烯醇式的形式存在，但是由于琥珀酰亚胺的共轭效应小于马来酰亚胺的共轭效应，因此均聚物的酮式异构体含量较之单体相对增大。荧光光谱研究表明虽然均聚物酮式异构体含量较高，但受大分子结构的影响，其荧光强度较小分子类似物有所降低。均聚物性能测试结果表明间位取代的均聚物较之对位取代的均聚物表现出较高的热性能。以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)、乙烯基正丁醚(BVE)、甲基丙烯酸正丁酯(BMA)、4-乙烯基吡啶(VPy)、1-乙烯基咪唑(VI)为第二单体，分别同化合物5和6共聚合成功地制备出十一种马来酰亚胺共聚物。共聚合研究结果表明，依第二单体的不同，部分共聚物表现出典型的交替共聚物性质，如第二单体为St、PPy和VI。当第二单体含有强质子受体性能的基团，如吡啶基和咪唑基时，同β-二酮基团的烯醇式存在大分子链内的分子间氢键作用。这种分子内氢键的相互作用，直接导致共聚物荧光性能的增强。此外，所有共聚物在保持良好的热稳定性能基础上，平均分子量均有相当大的提高，共聚物数均分子量最高者可达十几万。与此同时，共聚物的溶解性能也得到了彻底的改善，所有共聚物均可溶于氯仿、丙酮、四氢呋喃等溶剂。根据共聚微分方程，采用斜率截距法分别测定了十一组共聚体系的竞聚率。进而应用Alfrey-Price方程，求得的单体5和6的Q值和e值。单体5的平均Q和e值分别为1.08和1.94；单体6的平均Q和e值分别为1.05和1.69。以二胺单体10、11和12同多种二酐经由聚酰胺酸热或化学环化首次成功地合成出二十几种主链含有β-二酮结构的聚酰亚胺。粘度实验表明，由3种二胺合成的聚酰胺酸分子量都不高在0.30-1.09dL/g之间变化。比较3种二胺单体与相同二酐制备的聚酰胺酸分子量，其的大小次序为：10 > 11 > 12。溶解性实验表明由含有柔性桥联基团，如O，C(CF_3)_2，SO_2和C(CH_3)_2基团的二酐制备的聚酰亚胺表现出良好的溶解性，其中，同一种二酐与3种二胺单体制备的聚酰亚胺的溶解性的大小次序为：10 > 11 > 12。所得聚酰亚胺均表现出较高的玻璃化转变温度，如200℃以上，和热分解温度，如10％热失重温度于氮气和空气氛下均在400℃以上。广角X射线衍射分析表明多数聚酰亚胺为非晶聚合物，但是依二胺和二酐结构的不同，部分聚酰亚胺形态结构呈现出一定的有序性。比较含3种二胺单体的聚酰亚胺膜性能，以含二胺单体10的聚酰亚胺膜性能最佳。拉伸实验结果给出其断裂伸长率在2-6%之间；抗张强度在29-72Mpa之间；杨氏模量在1414-2111Mpa之间。二胺的活性取决于氨基的电子给予性，而氨基的电子给予性与氨基质子和直接联于氨基的碳原子化学位移密切相关。因此，由其化学位移的大小可推断出二胺的活性。根据NMR测得的二胺的氨基质子或直接联于氨基的碳原子化学位移，二胺活性的大小次序为：10 > 11 > 12。二胺结构对聚酰亚胺性能的影响主要来自二胺分子的空间立体结构或分子结构的对称性。二胺的线性越差，聚酰亚胺的溶解性越好；而二胺分子的对称性越好、刚性越强，聚酰亚胺的Tg越高。因此，比较三种二胺的结构，不难得出含3种二胺单体的聚酰亚胺的溶解性大小次序为：10 > 11 > 12，而含3种二胺单体的聚酰亚胺的Tg大小次序为：12 > 11 > 10。以上推论与实验结果完全一致。在成功地合成出主、侧链含β-二酮结构高性能聚合物的基础上，我们对β-二酮聚合物的光化学和配位化学性质进行了初步探索性研究。β-二酮聚合物的光化学性质研究表明，由于大分子结构的影响聚合物光酮化过程的暗反应变得非常之缓慢，因此，光酮化过程很难趋于平衡。聚合物与二乙烯基苯的光加成交联反应研究结果表明，在紫外光照条件下，聚合物与二乙烯基苯发生了光加成交联反应。以β-二酮聚合物作为配体兼载体同四氯化钛配合反应，成功地制备出聚合物负载过渡金属钛配合物催化剂。配合物催化剂的结构分析表明钛与聚合物配体存在多种配位形式。所得催化剂同MAO组成的催化体系可有效催化乙烯的配位聚合反应，在铝钛比仅为200时，催化剂的聚合活性可达3.9 * 10~5g/molTi·h。由于多种配位形式导致的多催化活性中心，因此，所得聚乙烯具有较宽的结晶熔融温度范围。该催化体系同样可有效催化苯乙烯的间同聚合。本体聚合铝钛比为200时，其聚合活性为5.2 * 104g/molTi·h。所得聚苯乙烯熔点温度达263 ℃，为典型的间同聚苯乙烯。以化合物5或6为配体，合成出三种三元稀土离子铕配合物单体。以上述三种配合物单体同MMA或St共聚制备出三种稀土聚合物配合物。考察了聚合物配合物荧光强度与其结构和铕含量的关系。所得聚合物配合物均为白色粉末，易溶于常用有机溶剂如氯仿、丙酮和四氢呋喃等。采用溶液浇铸法或旋转涂膜法，可方便地制备成无色透明薄膜。在紫外光激发下，薄膜发出特征的红色稀土离子铕的荧光。遗憾的是，在我们试图将聚合物配合物用于电致发光研究中，没有获得成功。

肿瘤耐药与心肌肥厚两种生物医学体系的比较蛋白质组学研究

随着人类基因组计划的完成，蛋白质组学研究已成为生命科学乃至自然科学中最活跃的学科领域之一。蛋白质组学将对我们理解后基因组学时代的基因功能有极大的帮助。差异表达蛋白质组学通过对不同样品蛋白质表达水平的比较，已经被广泛地应用在疾病的研究领域。P糖蛋白已经被证实参与介导了在急性粒白血病中发生的多药耐药，然而越来越多的研究结果表明，在急性粒白血病中多药耐药的机制是多因素的。为了寻找白血病肿瘤细胞中与耐药相关的靶蛋白，我们采用蛋白质组学研究技术，对多药耐药细胞系K562／A02的蛋白质表达谱进行了分析。 本研究采用蛋白质组学研究技术，对多药耐药细胞系K562／A02和药物敏感细胞系K562／S的总蛋白质进行双向凝胶电泳（2 DE）的差异分析，结果发现在K562／A02细胞中有41个蛋白质点差异显著，并用基质辅助激光解离飞行时间质谱（MALDI-MS）成功鉴定了大多数的蛋自点。在被鉴定出的差异蛋白质中，有一些是首次发现与耐药相关，包括chloride intracellular charmel，chaperonin，proteindisulfide-isomerase ER6o precursor and constitutive heat shock protein 70等。所得结果不但能够使我们更加深入的理解肿瘤耐药的病理机制，更重要的是通过找到肿瘤细胞发生耐药的标志性蛋白，可以为开发肿瘤耐药预测方法和寻找抗耐药肿瘤靶标新药的线索，同时也为计算机虚拟筛选设计抗耐药肿瘤新药奠定基础。除了详细的研究了K562／A02细胞系差异蛋白质组，我们还采用蛋白质组学的方法，以乳鼠心肌细胞为实验模型，研究在ARs激动的不同清况下心肌细胞蛋白质表达谱的变化。心肌肥厚是心脏工作超负荷的一种代偿反应。目前，越来越多的证据表明ARs在心肌肥厚的发生中起着非常重要的作用，但人们对其机制了解尚不全面。通过检测心肌肥厚时全蛋白表达的变化，将有助于我们全面、深入了解ARs在心肌肥厚中的作用机制。通过严格的2D胶图象分析，蛋白取点后胶内水解，高灵敏度的质谱鉴定及数据库检索，我们成功地进行了乳鼠心肌细胞肥厚为模型的蛋白质组学的研究。本实验通过比较研究不同肾上腺素受体激动剂norePinephrine伽E），phenylephxine（PE）and isoprenaline（ISO）诱导组与未诱导对照组的蛋白质组学变化，分析确定蛋白丰度差异在2倍以上的蛋白质点，并通过MALDI-MS进行蛋白鉴定。20个具有显著差异的蛋白质被鉴定，包括caspase-11，vimeniin，4-hydroxyphenylpyruvic acid dioxygenase，Modl protein，Txndcs protein等，其中一些蛋白在此之前并没发现与心肌肥厚相关，对它们在心肌肥厚中的意义和机制我们将做进一步的探讨。本研究结果将为我们更好理解肾上腺素受体之间以及肾上腺素受体与心肌肥厚之间的关系提供有益的线索，并将为最终发现可应用于临床的新的诊断和治疗心血管疾病的标志性蛋白打下基础。

金丝厂黑白仰鼻猴Rhinopithecus bieti 的生境植被、食性、家域和社会组织

在黑白仰鼻猴（Rhinopithecus bieti）分布区南段的金丝厂（99o37’E，26o50’N），野外工作分别于1997年11 – 12月（代表秋季）、1998年4 – 5月（冬春季）、9 – 10月（夏季）进行。我们分别以中点象限法和样地法、粪斑计数法、直接观察法、粪便食物残片计数法收集植被结构、生境利用、猴群年龄-性别构成、食物组成数据。 林带（3200 – 4100 m）有乔木33种，灌木30种，可分为三个群落：1）云冷杉-霉箭竹群落（3300 m 和3500 m海拔样带），相对优势度为针叶树73%，阔叶树27%，箭竹密度10/m2；2）冷杉-玉龙箭竹群落（3700 m海拔样带），针叶树90%，阔叶树10%，箭竹密度2/m2；3）冷杉群落（3900 m海拔样带），针叶树99%，阔叶树1%，无箭竹。不同于该种分布区北部（Kirkpatrick，1996），猴群全年局限于群落1中，海拔3200 – 3650 m，家域面积4.0 km2，全年食物中箭竹叶占59%，阔叶树叶占28%，地衣的比例小于5%，秋季种子残片占9%。生境利用模式主要由食物的时空分布所决定。 猴群有51只个体，成年性比是1 : 3.4（雄 : 雌），成年未成年比为1 : 1.2，暗示其数量在增长中。群体由5个单雄多雌单位组成。这种两层社会组织与Kirkpatrick等（1998）的描述一致。看来，该种OMU-band结构中的OMU代表了亚洲疣猴的系统发生遗产，而大群集结可能是一种低成本反捕食对策，因其主要食物呈均匀分布。

Characterization of recombination centres in n-type Hg1-xCdxTe

The defect levels in Hg1-xCdxTe P+N junction photodiodes (x = 0.4) were first studied using deep-level transient spectroscopy. Two electron traps, E(1)(0.06) and E(2)(0.15), and two hole traps, H-1(0.075) and H-2(0.29), were obtained, Characteristic parameters-the minority lifetime of the devices and the dynamic resistance-area product at zero bias-are estimated according to these levels. Results show that these two minority levels may be important in controlling lifetime. We have studied the recombination mechanism of the hole trap H-2(0.29) further. It has a large activation energy and satisfies the formula sigma(T) = sigma(x) exp(-E(F)/E(T)). This reflects the fact that its recombination mechanism is multiphonon nonradiative recombination, which is rarely reported in narrow-bandgap materials.

PHOTOLUMINESCENCE STUDIES ON VERY HIGH-DENSITY 2-DIMENSIONAL ELECTRON GASES IN PSEUDOMORPHIC MODULATION-DOPED QUANTUM-WELLS

We present photoluminescence studies on highly dense two-dimensional electron gases in selectively Si delta-doped GaAs/In0.18Ga0.82As/Al0.25Ga0.75As quantum wells (N(s) = 4.24 x 10(12) cm-2). Five well-resolved photoluminescence lines centered at 1.4194, 1.4506, 1.4609, 1.4695 and 1.4808 eV were observed, which are attributed to the subband excition emission. The subband separations clearly exhibit the feature of a typical quantum well with triangle and square potential. These very intensive and sharp luminescence peaks with linewidths of 2.2 to 3.5 meV indicate the high quality of the structures. Their dependence on the excitation intensity and temperatures are also discussed.

OPTICAL AND STRUCTURAL-PROPERTIES OF AP-MOVPE GAINP/GAAS HETEROSTRUCTURES

Lattice matched GaInP/GaAs heterostructures were grown by atmospheric pressure-metal organic vapor phase epitaxy (AP-MOVPE). Compositional intermixing of As/P and Ga/In near the heterointerfaces was studied by photoluminescence (PL) spectroscopy. Indium segregation, memory effect of In into GaAs and the carry-over of As in the GaInP layer during the growth process were considered as three major factors giving rise to the anomalous emissions in the PL spectra. Both thermal annealing and zinc doping strongly enhanced the compositional interdiffusion near the heterointerfaces.

氮化镓缓冲层生长过程分析

研究了用金属有机物化学气相外延(MOVPE)在蓝宝石上生长氮化镓(GaN)缓冲层的生长速率随生长温度(500～600℃)的变化关系。用原位激光反射厚度测量方法，发现生长温度、三甲基镓和氨气的摩尔流量、以及源进入双层反应室的模式都对生长速率有影响。提出了生长过程的微观模型，解释了MOVPE生长GaN缓冲层过程中观察到的现象。

Ce-Si多层膜中铈硅化物的形成

国家自然科学基金