药物分子与DNA相互作用机理的研究

脱氧核糖核酸（DNA）是生物体的重要遗传物质。许多药物，尤其是抗肿瘤药物，以DNA为作用靶，研究它们与DNA之间的相互作用，使人们从分子水平上理解某些疾病的致病机理，并通过分子设计寻找更为有效的治疗药物。由于药物的药理活性及毒副作用与药物的分子结构及与DNA的结合位点、序列选择性密切相关，本论文对硫荃（TH）、1，4-二氢毗陡（1，4-DHP）、毗咯并苯并咪哇（PBI）三类药物分子与DNA的结合方式、序列选择性及药物的分子结构对与DNA相互作用的影响进行了研究，并着重对1，4-DHP衍生物C一4取代基、PBI衍生物C一3取代基结构与药物活性的构效关系进行了研究。主要研究内容及结论如下：一、用电化学及光谱方法研究TH与小牛胸腺DNA（CT-DNA）相互作用的方式及序列选择性。当PH＞6．8时，TH与CT-DNA作用后，其氧化还原峰峰电位正移及峰电流降低、UV-vis吸收峰峰位红移和吸光度降低、荧光被强烈碎灭，说明它们的相互作用具有嵌插结合特征。溶液酸度对两者的作用方式有影响，当pH＜6．8时，作用方式则以静电结合为主。通过比较与不同碱基序列作用后，TH的UV-vis吸收光谱、荧光光谱以及核磁共振光谱的变化，表明TH与DNA的作用具有序列选择性，与GC碱基序列的作用比与AT碱基序列强。此外，圆二色谱（CD）实验表明，DNA三级结构由于TH嵌插结合发生了构象变化，使双螺旋链由较紧密螺旋态变为松散态。二、用电化学和光谱方法研究了1，4-DHP衍生物C-4取代基吸电子能力及空间结构对1，4-DHP衍生物氧化过程、与DNA作用方式以及对DNA构象的影响。C-4取代基吸电子能力越强，1，4-DHP衍生物氧化峰峰电位越正，氧化反应越不易进行。与DNA的作用方式与1，4-DHP衍生物结构有关，C-4位被H-取代或被烷基取代的1，4-DHP衍生物与CT-DNA的作用方式为嵌插结合方式，C-4位被芳环取代基所取代的1，4-DHP衍生物，只能部分嵌入CT-DNA双螺旋链中，还通过沟结合特异性地与DNA大沟或小沟中的AT碱基序列结合。DNA的构象在与1，4-DHP衍生物作用后发生了不同程度的变化，C-4位芳香取代的1，4-DHP衍生物引起DNA的构象变化大，因而也具有更高的药物活性。三、用UV-vis吸收光谱、荧光光谱对几种C-3、C-4取代基不同的PB工衍生物与DNA的作用方式及序列选择性进行了研究。结果表明，PBI衍生物与DNA共价交联结合，使DNA烷基化并产生裂解。PBI衍生物C-3氰基取代基与DNA大沟中腺嗓吟上氨基之间的氢键作用对PBI衍生物与DNA的结合起到关键作用。C-4取代基的空间效应对PBI衍生物与DNA作用有一定影响。DNA与PBI衍生物作用后的CD光谱变化表明，两者之间的结合不仅使DNA三级结构发生了构象变化，还可能存在CT-DNA双螺旋链断链的结构变化。

直接甲醇燃料电池电催化剂性能优化的研究

燃料电池以其高效、环境友好的发电方式，被誉为21世纪的能源技术。其中，直接甲醇燃料电池（DMFC）更以燃料甲醇来源丰富，价格低廉，储运方便而成为近年的研究热点。目前，DMFC两个主要问题是阴、阳极催化剂电催化活性低和甲醇会从阳极渗透过固体电解质膜到达阴极，使在P灯C阴极上同时发生甲醇氧化和氧还原，严重降低了电池的性能。因此，本论文主要研究高效阴、阳极催化剂及耐甲醇的阴极催化剂，以提高DMFC的性能。本论文主要研究内容和结论如下：1．分别用空气，硝酸，双氧水，C02对Vulcan-XC72活性炭进行预处理，然后负载R，得到炭载R（P灯C）催化剂。发现与用未处理活性炭或用空气，硝酸，双氧水处理的活性炭制备的P灯C催化剂相比，COZ预处理的P灯C催化剂对甲醇氧化和氧还原显示出最高的电催化活性。2．用电化学方法制备了磷钨酸（PWA）修饰Pt电极，发现PWA对甲醇在R上电氧化有很好的促进作用，虽然甲醇氧化峰峰电位并不发生变化，但峰电流要比在未经修饰的Pt电极上高。该促进作用与修饰电极制备时所用的修饰液中的P从叭浓度有关，修饰液中PWA的浓度为0．25mgml-1时，制得的PWA修饰Pt电极对甲醇氧化的电催化活性最高，与未修饰电极相比，可使甲醇氧化峰峰电流提高50％左右。3．用机械混合的方法制备了Pt-PWA/C催化剂，并研究了不同混合质量比对催化剂性能的影响。发现具有合适的PWA和P仃C质量比的Pt-PWA/C催化剂对氧还原的电催化活性和耐甲醇的性能要优于P灯C催化剂。当PWA和Pt/C的质量比为1：1时，R-PWA/C催化剂具有最佳性能。与P灯C催化剂相比，Pt-PWA5／C催化剂可使氧还原电流最大提高38％，使甲醇氧化电流下降76％。其原因可归结于PWA分子的高度亲氧性。4．制备了炭载钻叶琳（CoTPP）和R（CoTPP-Pt／C）催化剂，并对其进行了不同温度的热处理，发现热处理可提高CoTPP-Pt／C催化剂对氧还原的电催化活性和耐甲醇能力。而且这种性能的提高与热处理温度有关，最佳的热处理温度为700℃。与Pt/C-un催化剂相比，其氧还原电流密度可以提高74．4％，而甲醇氧化峰峰电流密度可以下降22．0％。因此，CoTPP-Pt/C-700催化剂可成为DMFC中性能优良的阴极催化剂。5．研究了大环化合物四磺酸基酞著钻（CoTSPc）作为阴极电解液中的添加剂对于光滑Pt电极对氧还原的电催化活性和耐甲醇能力的影响。发现COTSPc使光滑R电极对氧还原的电催化活性稍有降低，而对甲醇氧化的电催化活性降低很大，这主要是由于CoTSPc对氧还原有较好的电催化活性，而对甲醇氧化却没有电催化活性。这种效应与加入COTSPc的浓度有关，因此，选择最佳的CoTSPc浓度，可使光滑Pt电极对氧还原的电催化活性基本不受影响，而大大降低了对甲醇氧化的电催化活性。当电解液中加入CoTSP。的浓度为0．09mmolL-1时，氧的还原电流可以基本保持不变，而甲醇的氧化峰峰电流下降79．7％。

镧系稀土硝酸盐二甲亚砜络合物的振动光谱研究

DMSO是一个很好的配位体，有氧原子和硫原子两个配位原子，通过这两个配位原子，DMSO可以和许多过渡金属和稀土金属的离子发生络合，形成稳定的金属络合物。稀土金属离子的络合物，角过氯酸盐、卤化物，高铼酸盐六氟磷化物等，曾有人进行了研究，它们的光谱研究表明，二甲亚砜是通过氧原子同稀土络合，O、N、S三原子的络合能力是O＞N＞S。在稀土硝酸盐的二甲亚砜的络合物中，由于即存在DMSO的配位，也存在硝基的配位，所在情况比较复杂。它们的振动光谱研究了可以在1967年Ramalingan和1977年Kawcuno的工作中得知一些，前者研究了La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Ho、Yb、Y九个元素的络合物，后者研究了La、Nd、Er、Yb、Lu五个元素的络合物，所有络合物的光谱数据都很不完全，他们都认为DMSO与NO_3都与稀土离子络合，并肯定是通过氧原子络合，但是对于NO_3的络合方式没有一致的结论。Ramalingan等认为络合物分子中，硝根既有双基配位，又有单基配位，和X光衍射实验的结果不相符，Kawano通过研究全氘化二甲亚砜（DMSO－d_6)的稀土硝酸盐络合物，认为三个NO_3都是通过两个氧原子同稀土相配位，是双基配位基。硝基的配位方式是一个长期争论的振动光谱问题，不少学者曾对硝基的各种振动模式的谱带位置和吸收强度进行探讨，很难得出一致的结论。在络合物中氧与稀土离子的络合键Ln-O的振动频率位置问题，亦存在争论，Kawanv认为这个配位键的振动频率在180 cm~(-1)附近，但是日本的岩濑秋雄等人，在研究稀土高氯酸盐的二甲亚砜络合物时，则认为400 cm~(-1)附近的谱带为Ln-O的振动频率在研究稀土的无水硝酸盐的红外光谱的工作中。A.Walker等人也把180 cm~(-1)谱带归属为Ln-O络合键。J.R.Ferraro等人在研究Ln（NO_3）_3·3DBP络合物时，也认为Ln-O配位键在180 cm~(-1）附近，但是我们考察了他们的数据与稀土动量L的关系，未发现四分组现和“斜W”效应。我们研究了除P_m 以外的十四个稀土元素并Y的硝酸盐DMSO络合物的付氏变换红外光和激光拉曼光谱，4000 cm~(-1)－80 cm~(-1)的红外光谱图和4000 cm~(-1)－50 cm~(-1)的拉曼光谱图提供了较完整的数据，除了肯定了NO_3和DMSO都以氧原子与稀土络合外，还肯定了NO_3的配位方式和利用红外数据区别不同类型的配位的方法找出了金属离子配位数不同的光谱特征，做了Ln-O络合键的振动频率的归属及其与稀土物化性质间的规律关系。根据DMSO的简正坐标计算结果，可以归属出DMSO及其络合物的许多谱带，其中S＝0伸缩振动频率在990－1018 cm~(-1)之间，随原子序数增加无明显规律性变化，在Gd络合物以后，分裂为三条谱带。C－S的伸缩振动移问低波数，变化随原子序数增加而增加，但无明显的线性变化，C－S－O变形振动频率向高频方向移动约16 cm~(-1)，与原子序数无关，C－S－C变形振动移向高波数5 cm~(-1)，与原子序数无关。此外，在～3000 cm~(-1)是Vc-H，～1400 cm~(-1)是CH_3变形振动频率谱带，～950 cm~(-1)是CH_3摇摆，络合后上述谱带变化不大，可见络合对CH_3基团的振动无大的影响。通过考察S＝0振动频率变化，可以看出十配位络合物和九配位络合物之间的光谱区别在于十配位络合物S＝0伸缩振动仍为一条谱带，而九配位络合物的S＝0振动频率则分裂为两条谱带。已知十配位的Ln－O多面体为双帽正多棱柱，九配位络合物则为三帽三角柱，考虑到氧原子的不同，前者为C_(2v)对称性，后者为C_3对称性，不同配位数的络合物所显示谱带分裂不能用对称性来说明，因为这两种群均没有简并的群表示，利用X光衍射数据计算了La和Yb的络合物中DMSO间氧原子的距离，可以看出，十配位络合物中DMSO的配位氧原子间距离大，而九配位络合物中氧原子间距离小，两者之间相差近两倍。所以S＝0振动频率分裂可能是相同基团因距离近而产生了振动耦合。利用此结果可以区分不同配位数的络合物，这种现象，在以往的DMSO络合物的研究中没有发现。硝基离子属于D_(3h)群，有四个振动模式，其中三个是红外活性，分别为V_2（A＂）＝823－817 cm~(-1)，V_3（E'）＝1368－1355 cm~(-1)，V_4（E'）＝702－718 cm~(-1)，V_1、V_3、V_4是拉曼活性的，络合以后，NO_3对称性变为C_(2v)群，有六条红外谱线，同时也是拉曼活性，其中N－O伸缩振动在1460 cm~(-1) （A，S），No_2反对称伸缩振动在1340－1329cm~(-1)（B，S），NO_2，对称伸缩振动在1037.7 cm~(-1)附近，NO_3的对称面内弯曲振动在817 cm~(-1)（A，S），反对称面内弯曲振动在767.7 cm~(-1)，NO_3的面外变形振动在710 cm~(-1)（B_2 W），由此可知硝基在络合物中确实参加了配位。存在络合物中的三个硝基的配位类型在红外上如何区别我们进行了初步探讨。单基配位基和双基配位基同属C_(2v)对称性所以在基频上很难区别，Lever等人在研究过渡金属络合物中发现，No_3的组频1750 cm~(-1) （V_1＋V_4）在络合以后发生了分裂，双基配位基分裂在22－66cm~(-1)范围，而单基配位基则在5－26cm~(-1)范围，可以以此来区别NO_3的配位类型，这种方法适用于很多络合物，我们把这种方法应用于稀土络合物中发现，这个组频分裂现象在络合物中普遍存在，分裂在25－44.4cm~(-1)范围，所以络合物的硝基是双基配位体，在此波数区间内只有分裂很好的两个峰，所以可以断定无单基配位的硝基存在，这与X光衍射实验结果相一致，分裂距离随原子序数增加而增加，但无“斜W”效应。Ce和Lu的络合物分裂较小。由此可知这种方法适用于稀土二甲亚砜络合物。对有可能归属为Ln-O配位键的180 cm~(-1)和400 cm~(-1)附近的两条谱带进行考查，～400 cm~(-1)附近的谱带随原子序数增加总趋势增加，在Gd络合物开始分裂为两条，这条谱带与稀土离子总角动量L之间存在“斜W”效应，Shyama P. Sinha在研究稀土元素的性质时发现，稀土很多性质都具有“斜W”效应。其中包括配位键振动频率。利用V＝1／（2πC）（F／（－1~n））~(1/2)，用乙酰丙酮络合物的F_(Ln-O)近似计算V_(Ln-O)可以算得V_(Ln-O)在400.8－418.49cm~(-1)范围，所以可以认为～400 cm~(-1)附近的谱带可以归属为Ln-O键伸缩振动。～200 cm~(-1)的谱带在S_m络合物以后分开，此谱带亦随原子序数增加而增加，但无“斜W”效应，Kawano把它们归属为Ln-O，J.R.Ferraro在研究Ln（NO_3）_3（TBP）_3时，也认为Ln-O键伸缩振动在此位置，但也无“斜W”效应，这条谱带能否归属于Ln-O键，有待寻找更进一步的证据。通过稀土二甲亚砜络合物的研究，我们可以得知，NO_3的组频在1750 cm~(-1)谱带在络合以后发生了分裂，分裂范围在25－44.4 cm~(-1)，从而证明了NO_3为双基配位基。DMSO的S＝0伸缩振动频率和Ln-O键伸缩振动在Gd络合物后出现分裂，因而可以利用此结果可以区分两种不同配位数的络合物，通过考虑振动频率同稀土物化性质L间的关系及近似计算，初步可以确定Ln-O键振动频率在～400 cm~(-1)附近。有“斜W”效应存在。

两个冠醚分子在简正坐标分析及NRCC程序在微机上的移植

本文用加拿大国立研究院(National Research Council of Canada) Fuhrer等人编制的FORTRAN语言程序（以下简称NRCC程序），对两个冠醚类化合物进行了简正坐标分析，这两个化合物分子是二氧六环(C_4H_8O_2)和12－冠－4(C_8H_(16)O_4)。作者用Synder和Zerbi提出的一般价力场，计算了二氧六环的36个简正振动频率，精化四次后的结果误差为14.04 cm~(-1)，得到了二氧六环的精化力场和势能分析矩阵；做了12－冠－4－的中红外光谱(3200-5000cm~(-1))。远红外光谱(500-70cm~(-1))和拉曼光谱(3200-50 cm~(-1)，从而归属出12－冠－4的78个简正振动频率实验值；利用二氧六环的精化力场作为初始力场，计算了12－冠－4的简正振动频率，对78个简正振动频率进行了精化计算，精化三次后的结果误差为13.99 cm~(-1)，精化后得到12－冠－4的精化力场和势能分布矩阵；将NRCC程序以BASIC语言移至TRS-80微型机上，对二氧六环进行了计算，结果良好，首次给出二氧六环一般价力场的势能分布。一、对二氧六环的处理 二氧六环分子式C_4H_8O_2，合14个原子，有3N－6＝36个简正振动频率。分子结构系由二个乙氧基(-CH_2-CH_2-O-)单元组成的含有四个碳，两个氧的六元环，平衡态分子为椅式构象，属于C_(2h)点群，36个简正振动频率分为四个对称类Ag、Au、Bg和Bu，分布是：Ag 10个，Bg 8个，Au 9个，Bu9个。二氧六环的分子结构及坐标示意图见28而图5，定义了14个伸缩内坐标，26个弯曲内坐标，6个扭曲内坐标，共46个，C－C键长1.54A，C-O键长1.41 A，C－H键长1.096A，键角都用109°28'。用CART程序（NRCC程序之一）计算二氧六环14个原子的笛卡尔坐标，用GMAT程序（NRCC程序之二）计算其B矩阵和G矩阵，用FPERT程序（NRCC程序之三）计算其简正振动频率、精化力场，计算用一般价力场，引入V矩阵对称化，将46个坐标化为46个（内）对称坐标，10个多余坐标在FPERT程序计算中除去。二、对12－冠－4的处理 12－冠－4分子式C_8H_(16)O_4，含28个原子，共3N－6＝78个简正振动频率，分子结构为四个乙氧基(-CH_2-CH_2-O-)单元组成的含八个碳、四个氧的12元环，自由分子的12－冠－4属于C点群。结构数据引自Groth的X光衍射分数和坐标，自己编制了BASIC语言程度将分数坐标化为笛卡尔坐标，用GMAT程序计算B矩阵和G矩阵，FPERT程序计算78个简正振动频率、精化力场、计算势能分布矩阵，引入U矩阵将92个内坐标化为92个对称坐标，14个多余坐标在FPERT程序中自动除去。三、结果 势能分布矩阵给出分子的振动归属，对这两个冠醚类分子的3N－6个简正振动频率，可以划分为五个振动区域。1．C－H伸缩振动区（3000－2800 cm~(-1)） 在该区中，二氧六环有八个值：2974、2966、2854和2867 cm~(-1)各两个，12－冠－4有16个值：2935、2923、2915和2907 cm~(-1)各两个，2860 cm~(-1)8个，高于2900 cm~(-1)者为反对称伸缩振动，低于2900 cm~(-1)者为对称伸缩振动。2．亚甲基弯曲振动之一(1500-1400 cm~(-1)) 该区的主要振动是亚甲基剪式振动(Scissor)，其它振动小于10％二氧六环在该区有四个频率：1443、1461、1451和1457 cm~(-1)，12－冠－4有八个频率：1466、1450、1450和1405 cm~(-1)各两个。3．亚甲基弯曲振动区二(1400-1200 cm~(-1))该区的主要振动模式为亚甲基的颤动(wag)、卷曲(twist)和摆动(rock)振动，其它振动小于13％。二氧六环在该区有八个频率：1334、1303、1396、1216、1367、1264、1377和1296 cm~(-1)，12－冠－4有十六个频率：1388、1363、……1229 cm~(-1)（其中1288、1307cm~(-1)非简并，其余皆两重简并）。4．环的骨架伸缩振动区(1200-600 cm~(-1))该区振动模式复杂，除环的骨架伸缩振动外，还有亚甲基的wag、twist、rock以及环的骨架弯曲振动，而且这些振动的势能分布值都不小。二氧六环在该区有十一个频率，从1127至610 cm~(-1)，12－冠－4有二十个频率，从1135至184 cm~(-1)且大都是二重简并的。5．低频区(600-50cm~(-1))这两个分子在低频区的势能分布略有差别。二氧六环在该区有五个频率：503、486、427、276和224 cm~(-1)，主要振动模式为骨架弯曲振动和扭曲振动，C－O、C－C的扭曲振动在三个最低频率中分布占10－30％。12－冠－4在该区有18个频率，除570和547cm~(-1)处，都是二重简并的，六个最低频率的振动模式完全属于C－O、C－C键的扭曲振动，其它振动小于10％，所以200 cm~(-1)以下可称为12－冠－4的扭曲振动区，在600－200cm~(-1)之间的12个频率主要是骨架的弯曲振动，也有一定量的亚甲基wag、twist、rock振动。12－冠－4的简正坐标分析尚未有人做过。二氧六环的计算结果与Snyder和Zerbi的分析相吻合，12－冠－4和二氧六环两分子势能分布的相对一致性证明了对12－冠－4的简正坐标分析基本是正确的。本文比较了二分子的力常数和振动频率，探讨了环的大小对振动光谱的影响。四、NRCC程序简介 NRCC程序由CART、GMAT和FPERT三个程序组成，即可联一起运用，亦可分开独立进行运算。该程序功能强，所占内存大，适于大、中型计算机使用。CART程序之名字取自Cartisian Co-or-dinates的前四个字母，功能系由分子结构参数（键长、键角）计算分子内各原子的笛卡尔坐标。GMAT程序之名字取自G matrix的前四个字母，功能系由分子内各原子的笛卡尔坐标，原子质量和内坐标定义计算分子内各原子的坐标交换矩阵B和Wilson振动动能矩阵G。FPERT程序之名字取自F Perturbation的前五个字母，功能系由分子振动功能矩阵G、势能常数即力常数矩阵F计算分子的简正振动频率和势能分布矩阵，再通过实验频率精化势能矩阵F。NRCC程序可对含30个原子、60个内坐标的分子进行简正坐标分析，扩充后容量增大一倍。该程序可选用一般价力场(General Valence Force Field, 简称GVFF)和UBS力场(Urey-Bradley-Shimanouchi Force Field)，简称UBSFF或UBFF)。可选用对称化U矩阵，可自行决定力场精化次数和阻尼常数以限制精化结果的收敛性。五、NRCC程序在TRS－80微型机上移植试尝（该部分曾在第三届长春夏季化学讨论会上宣读）针对NRCC程序占内存空间大、难以在微型机上实现的情况，作者将NRCC程序改编为BASIC语言，改变程序的原来结构，形成一组BASIC语言程序：CART／BAS、GMAT／BAS和VIFR／BAS，改编后的BASIC程序在TRS－80微型机调试通过，TRS－80机字长8位，New Dos系统内存32K。改写后的程序只保持了原程序的基本原理，在内存，语句上改动很大，以适于微型机使用。数据在程序中直接嵌入，利于修改替换，且BASIC语言简单易学，便于操作。CART／BAS程序可计算含30个原子以内的分子的笛卡尔坐标，GMAT／BAS程序可计算含20个原子、45个内坐标的分子的G矩阵，VIFR／BAS程序可计算含15个原子的分子的简正振动频率。利用这组程序，作者以二氧六环分子为例做了一些试尝运算，误差14.4 cm~(-1)，相对误差1.8%，结果较理想。

在辉光放电中八氟环丁烷聚合的研究

I 理论部分：对未知结构聚合物的ESCA谱进行表征，一是利用已知结构小分子化合物的ESCA谱中结合能值进行标定，二是运用电荷电位模型经量子化学计算对谱峰进行归属。由于所处化学环境不同，用小分子化合物的ESCA谱峰位对象合物标定不够准确，量子化学计算又太复杂。本工作提出了电负性经验公式，可计算ESCA谱中C_(1S)结合能位移值，与实测值作对照即可判断聚合物结构，方法简便，准确可靠。电负性经验公式表达如下：聚合物分子链上某碳原子1S电子结合能位移ΔEc可看作该碳原子与相邻基团间电负性差值和的函数，即ΔEc = K_c ∑ from i=1 to 4 1/(n_i) (X_i - 2.5) + b。聚合物分子链上各碳原子的实际电负性为X_c = (∑ form j=1 to 4 1/(n_j) X_j/∑ form j=1 to 4 1/(n_j) + 2.5)/2运用电负性经验公式计算了九个模型化合物中C_(1S)的ΔEc，推导出F作为α、β、γ位碳上的取代基的对α位碳上1s电子结合能位移影响产生的效应值，即，对于ΔEc = aα + bβ + cγ，有α = 3.018 (±0.007)，β = 0.2513 (±0.0007) γ = 0.0176 (±0.003)。此结果与ESCA谱实测值相符。本工作设计了十六种化合物模型，模型中具有含氟等离子体聚合物中可能存在的大部分基团，通过电负性经验公式计算求得化学环境不同的C_(1S)结合能位移值，把ESCA谱的实测值和计算值进行对照，可对象合物的求知结构作出大致判断。II 在辉光放电中八氟环丁烷的聚合与刻蚀反应：在碳氧化合物的辉光放电中同时存在聚合与刻蚀两种相反的过程，聚合与刻蚀竞争的结果对聚合速率，产物结构都有很大影响。本工作通过测定聚合速率、IR谱、ESCA谱研究了反应条件对八氟环丁烷等离子体聚合与刻蚀的影响，得到了一致的和半定量的结果。实验证实，随着功率的增大或压力的减小，刻蚀有增强的趋势，不同的等离子气体对聚合与刻蚀的竞争过程有不同的影响，刻蚀强弱的顺序为Ar>N_2>H_2>He，增加等离子气体对单体的比率，引起刻蚀增加。聚合速率不随功率的改变而变化的状态是由聚合与刻蚀间的平衡引起的。随着功率增大或压力减少，聚合产物支化程度增加，线性程度减小，F/C比相应减小。同样随等离子气体种类不同，聚合物支化程度大小的顺序是Ar>N_2>H_2>He，F/C比相应变化。总之，聚合产物支化程度的变化和聚合与刻蚀的竞争结果相一致。对等离子体聚合与刻蚀竞争过程的定量描述未见文献报导。III 八氟环丁烷等离子体聚合物的结构和表征：用IR和ESR谱测得OFCB等离子体聚合物中存在五种元素：C、F、O、N、Si，并对可能存在于结构中的基因作了分析。通过NaHSO_3的亲核双键加成反应，用IR和ESR谱证实了等离子体聚合物中存在的双键及其类型。类似工作未见文献报导。用CuSO_4·5H_2作标样，测出PPOFCB中的自由基浓度为10~(19)自旋数/克。在80、100、120、140 ℃考察PPOFCB中俘获自由基的衰减过程，证实此过程涉及两类不同的反应，一是自由基的复合反应，二是自由基的氧气的终止反应。对上述两类反应进行动力学处理，求出了自由基复合反应在不同温度时的速度常数，并得到反应治化能为374焦耳/摩尔或8.869千卡/摩尔。氧和自由基的终止反应中，氧气的扩散过程是决定反应速度的步骤，反应速度常数就是扩散速度常数，K = 5.3 * 10~(-23)自旋数~(-1)、克分~(-1)。根据VPO测出的PPOFCB的分子量和自由基浓度，算出每4.5个分子中有一个自由基。类似工作未见文献报导。PPOFCB的分子量随反应条件不同而变化，用VPO测出，在80W和40W功率，在Ar存在下制备的OFCB等离子体聚合物的分子量分别为2736和2003。用~(19)F-NMR谱对PPOFCB中的基团进行定量计算，得出在一个90W，He气中制备的聚合物分子中，CF_3-CF_2为6.1，CF_2为13.5，CF_3-CF为7.9，CF为17.5，CF_3-C为6.1，C为13.5。在用上述方法进行结构表征的基础上，提出了OFCB等离子体聚合物的结构模型。IV 八氟环丁烷等离子体聚合的反应历程：以Ar、N_2、H_2、He为等离子气体，分别对OFCB等离子体聚合的气体冷凝物进行GC-Mg、~(19)F-NMR和ESR测试，观察到在气相中，OFCB经历了等离子态反应。单体被打断的程度，和高能电子浓度有关。体系中电子浓度依赖于气体的第一电离势和气相内的化学反应类型。初级粒子二氟卡宾：CF_2和中间体六氟丙烯是气相中的主要产物。~(19)F-NMR证实气相中存在支化产物，表明聚合物在气相中发生了重排。ESR谱测得，在气相产物中存在高浓度的由二种以上组分混合而成的自由基，自由基间的复合反应是生成聚合物的主要增长过程，气相产物的分子量随放电功率的升高而增大。根据聚合物中存在的高含量CF_3基团，分析了CF_3基团对聚合过程的影响。CF_3基团产生了屏蔽效应，它既保护了聚合物不致被降解，也限制了生成高分子量产物。实验证实，CF_3基团的生长来自F的重排，同时未自支化气相产物的非均相增长。OFCB等离子体聚合物中俘获自由基主要是由高能电子轰击聚合物表面产生的，同时来自被固相吸附的带有自由基的气相产物。在碳氟化合物的等离子体聚合中，吸附是和聚合同样重要的过程，气相产物被吸附后，可继续再引发、增长、刻蚀等反应过程、直到成为固相内层分子为止。ESR谱证实，高能粒子的轰击在辉光放电中起主导作用，紫外辐射对含氟聚合物引发和脱氟作用微弱。在气相和表面反应历程讨论的基础上，提出了OFCB等离子体聚合的反应历程模型，解释了碳氢和碳氟两个等离子体象合体系遵循不同反应历程的原因。本部分工作的实验和反应历程解释基本未见文献报导。

乙丙无规共聚高效催化剂的研究

本文研究了以MgCl_2-nBuoH-i-Bu_3Al-TiCl_4/i-Bu_3Al体系为基础的化学反应法乙丙无规共聚高效催化剂的制备方法及过程；催化剂的红外光谱，X-射线衍射，ESR分析；以及聚合反应特征与聚合产物的热性能，X-射线衍射与动态力学性能，溶剂萃取性能；共聚反应的竟聚率与共聚产物序列分布等。催化剂制备过程可以分为三步，即醇解，解醇和载钛。醇解旨在破坏氯化镁的晶体结构，使之生成溶剂化络合物，而解醇则是破坏溶剂化络合物，促氯化镁物相复现，通过载钛反应则使活性中心载负到氯化镁载体上，生成高效载体催化剂。催化剂的IR，X-射线衍射研究表明，上述催化剂是由钛载负在无定形（X-射线衍射）氯化镁载体上而形成的，对催化剂的电子顺磁共振光谱进行了研究，结果表明我们得到的高效载体催化剂具有两类不同的过渡金属活性中心，即配位饱和的钛与配位不饱和的钛。前者是非活性的，在聚合过程中ESR信号无变化；后者是活性的，它又可以分为单空位中心与双空位中心。单空位中心有利于乙烯、丙烯各自均聚合，生成两种链段的嵌段共聚物；双空位中心有利于乙丙无规共聚合，生成非结晶性的乙丙无规共聚物。在双空位中心上，乙烯、丙烯可以配位后予先活性，使链增长速率增大，乙烯、丙烯共聚活性大。用上述催化剂进行乙丙共聚合，丙烯共聚活性较传统的钒催化剂或非载体钛催化剂高得多，乙烯、丙烯共聚的竟聚率r_1 = 7.4, r_2 = 0.21，是迄今为止最接近的。在较远条件下，催化剂的共聚活性可达20万克聚合物/克钛。共聚反应具有催化活性高（较钒体系提高近20倍）、共聚活性大（共聚催化效率比乙烯均聚大10倍以上）及共聚物组成与进料气体组成相近三个特征。本催化剂共聚活性较高的根源在于催化体系的多活性中心、乙烯、丙烯两种单体在MgCl_2载体存在下的活性促进作用，共聚合的催化活性寿命长以及催化剂优良的传质效应。产物的溶剂萃取结果表明，共聚产物可以分为三部分。共聚产物较使用均相催化体系具有较大的链不均匀性。动态力学试验表明共聚物的玻璃化温度与商品乙橡胶相近，随结晶度增大，力学损耗峰峰高降低，并移向高温。乙丙共聚物的热分析和X-射线衍射表明，用高效钛催化剂，乙烯、丙烯都可生成具有晶性的长序列链段。在乙烯、丙烯组成相近时，二者可最大限度地无规共聚，生成非结晶的乙丙无规共聚物。 ~(13)C-NMR测定序列分布的结果支持上述结论。样品~(13)C-NMR序列分布的研究还表明，高效催化剂合成的乙丙共聚物中，不存在丙烯倒置现象，且丙烯单元为定向排列。综合样品热分析和动态力学试验的结果，所得乙丙共聚物具有四种多重转变，即：（1）-120 ℃左右的链段曲柄运动；（2）-50 ℃左右的玻璃化转变；（3）50 ℃左右的PE微晶解序以及（4）120 ℃左右的熔融转变，这些转变都与常规乙丙共聚物中特定的序列结构相对应。

内标法提高ICP-AES法测定精度和准确度-铜合金分析

电感耦合等离子体发射光谱（ICP-AES）已有20多年的历史，经过20年来的发展，ICP-AES已成为世界各地分析化学实验室制备的分析手段之一。目前ICP-AES已经应用于生物样品、地质样品，合金等各种样品的分析中。虽然ICP-AES已成为溶液分析最理想、最有效的方法之一，但由于样品组成的复杂性，也使分析化学工作者面临着许多困难。如在钢铁及合金分析中，样品主成份的分析需准确度要好于1%，精密度≤0.3%，采用ICP-AES法的非内标法通常是达不到要求的。对于一些较纯的水溶液样品，一般可以采用简单的水样标准化，而含有复杂的、可变的基体成份就不适合于基体匹配。为了使冶金样品主成份分析的精度小于0.3%，准确度好于1%，我们将ICP摄谱法广泛应用的内标法应用到光电直读光谱仪中。内标法的作用达到了这一目的。使用内标法，就是要使内标元素能起到在等离子体激发过程中变动的补偿作用同时，还能起到在样品引入过程中，对样品喷雾量和提升率变动的补偿作用以提高分析方法精度和准确度。在初步的试验中，我们考察了28种元素谱线强度随等离子体操作参数变化的情况。（a）谱线强度与正向功率的关系；（b）谱线强度与观察高度的关系；（c）谱线强度与载气流速的关系。这样各元素在等离子体中的行为就因所给定的条件不同而异。根据上述28种元素在等离子体中的行为进行分类，为选择合适的内标元素奠定了基础。我们还对等离子体的正向功率、载气流量、观察高度、酸度等实验条件做了研究。发现，当各操作参数等主要条件改变时，谱线强度往往改变较大，但选择的内标元素谱线亦有类似的变化。因此，在采用内标法后，可以使这种变动得到一定的补偿，从而提高了分析结果的精度。本工作选用的折衷工作条件为：正向功率：1.30KW；载气流量：0.75 l/min; 观察高度：17 mm; 酸度：10% HNO_3(v/v)。研究了单一酸对分析元素谱线强度的影响。结果表明，单一酸的酸度在20%（v/v）以内，对分析元素与内标元素的谱线净强度的比值无影响。在折衷工作条件下，我们用合成水溶液体系研究了共存元素引起的物理干扰对分析元素谱线强度的影响。实验结果表明，随着试液中共存元素（Cu）浓度的增加，粘度明显增加，并导致提升量的急剧降低，谱线强度相应下降。但是当气溶胶导入量发生变化的时候，同时也引起内标元素和分析元素的原子或离子在等离子体中浓度分布的发迹内标元素与分析元素严格一致，可以较正共存元素引起的物理干扰。当共存元素达到一定的浓度时，由于内标元素与分析元素不严格一致，内标法失去作用。我们又考察了内标元素的浓度对分析元素的影响，内标元素的加入量从5～500μg/ml变化。当内标元素的浓度为200μg/ml时，对Mo, Ni, Pb, Ti及Mg略有影响，对其它元素无影响。我们选定内标元素的浓度为10 PPm。在折衷工作条件下，我们绘制了含有Y作内标的一套工作曲线及相应的不含Y的工作曲线，并分析了BMn40-1.5锰白铜样品。结果表明，当含量大于0.3%时，测定精度均低于0.3%，并得出以下结论：（1）各种元素在等离子体中的行为依测定条件而异，因此内标元素的选择最好是从在等离子体中行为相似的一组内选择。（2）在光电直流光谱仪中动用内标法可以提高样品中主成份元素的精度和准确度。（3）内标法在SBR较高的情况下可以起到较好的效果，但当SBR较小时，内标法就会失去作用。样品分解是样品分析的关键步骤。在现有的分解方法中，常用的有干灰化法和湿灰化法等。然而这些方法各有其缺点。因此，我们试图寻找一种快速的湿法消解技术，微波炉快速样品溶解似乎很具有吸引力。我们利用国产微波炉和全聚器氟乙烯密封溶器结合，系统地考查了微波炉溶解茶叶及茶树叶，利用ICP-AES测定的可行性，并与湿式消解法，加压密封法等进行了比较，获得满意结果。首先，我们选择了微波炉消化处理的最佳条件，确定了最佳溶解方案，已证明HNO_3-HF(5:1)混合酸溶解样品是令人满意的。又研究了微波炉加热对分析无素挥发性的影响。结果表明，微波炉加热与不经微波炉加热样品的浓度没有明显差异。按上述确定的工作条件，我们分析茶叶及茶树叶样品，并与不同的处理方法进行了比较。采用干灰化法处理茶叶（茶树叶）至少需8小时，而且还极易损失和沾污，但干灰化法用的酸量较少，空白较低，对Cr等的测定有利。湿法消解由于使用HClO_4-HF混酸，B大部分损失或完全挥发挥失。然而采用微波炉完全溶解样品只需19分钟即可，而且由于未使用HClO_4，样品溶液最后只需蒸至近干，有效地防止了易挥发元素的损失及某些不溶性高氯酸盐的生成。微波炉混合酸消酸系统是一种合适的溶解各种各样样品的技术，它为分解各种各样样品以进行多元素测定提供了一种快速、准确、经济的方法。该方法对于通常在敞口溶器中分解易于损失的挥发性元素特别有用，而且还特别适用于样品个数多，量少的生物样品等的微量元素的分析测定。

长链单不饱和脂肪醇乙酸酯红外和拉曼光谱的研究

长链脂肪酸、醇及其酯与多种功能材料密切相关，如表面活性剂、生物膜、昆虫激素、储能材料等。链结构的变化对材料性能的影响，引起化学家的广泛兴趣。弄清链结构变化与光谱之间的关系，对探讨材料结构与性能的关系、异构体的鉴别有着重要的理论意义和实际用途。长链单不饱和脂肪醇乙酸酯作为鳞翅目昆虫的性外激素，有着重要的实用价值。有关该类化和物的红外光谱和拉曼光谱以及简正坐标分析在国内外尚未见报导。我们详细探讨了该类系列化和物共11个的红外光谱和拉曼光谱振动频率及其强度与结构的变化关系，并以顺－3－已烯－1－醇乙酸酯为模形进行了简正坐标分析。第一部分研究了系列化合物的红外和拉曼光谱对11个化合物在室温（液态）和低温（固态）的红外光谱及室温时拉曼光谱进行了观测和研究。一、谱带归属参考有观文献及我们所作的简正作标分析，将本系列化合物振动光谱谱带进行归属。C＝O为极性基团，其伸缩振动在红外光谱中呈现强吸收带。双键C＝C伸缩和和甲基、亚甲基中C－H伸缩、亚甲基变形在拉曼光谱中为强散射带。因此红外与拉曼光谱相配和有助于区分这类化和物。二、系列化合物的光谱差异在室温下，各异构体的红外和拉曼光谱都相似，难以区分不同的异构体。但低温固态的红外光谱则有明显差别，可用于异构体的结构判别。低温红外光谱中1500～1300cm~(-1)甲基、亚甲基的变角振动区，1050cm~(-1)附近的C－O伸缩振动区1000cm~(-1)以下亚甲基平面摇摆振动及C＝O面外变形振动有差别，这些差别不仅表现为谱带分裂数目不同，而且相对强度也不同。三、谱带位移双键插入分子链中引起某些红外特征频率移动。在室温下，亚甲基平面摇摆振动720cm~(-1)区随亚甲基链-(-CH_2-)-_m、-(-CH_2-)-_nm，n的增加向低频方向移动。而在低温固态时，除亚甲基平面摇摆振动频移外，C－O－C反对称伸缩振动1250cm~(-1)区随m，n的增大移向高频，与饱和脂肪酸酯中该频率位移方向相反。＝C－C反对称伸缩970cm~(-1)区也随n的增加移向高频，与m的增加无关。四、红外光谱强度双键的存在也影响了亚甲基伸缩振动的红外吸收强度。双键的嵌入破坏了亚甲基链的连续性，亚甲基对称伸缩的相对强度I_(2857)/I_(2957)与亚甲基链长总数无直接关系，而与连续亚甲基链长m，n有线性关系。m，n之一增大时，相对强度增强，当链长一定，双键位置在链中移动时，双键位于碳链中间时，相对强度最低。因此亚甲基对称伸缩红外吸收相对强度由连续亚甲基链-(-CH_2-)-_m -(-CH_2-)-_n中m、n的大小和双键所在位置决定。五、拉曼光谱强度系列化合物碳链长度及双键位置对拉曼光谱散射强度也有规律性影响。双键的存在使亚甲基的振动模式的散射强度不是单个亚甲基的简单加和，而与m，n有关。m，n之一增大时，亚甲基对称伸缩相对强度I_(2851)/I_(2871)增强。m，n的增大对相对强度的影响程度不同，m增大时所引起的相对强度增强速度更快，是n的1.7倍左右。因此，利用这些工作曲线，接合某些物性资料，可以估计该类未知化合物的双键位置和链长。第二部分对该类化合物进行了简正坐标分析。我们以顺－3－已烯醇－1－乙酸酯为模型，对长链单不饱和脂肪醇乙酸酯进行了简正坐标分析，选取局部对称的U－B力场，应用NRCC程序，得到一套使分子中各特征基团的计算频率与观测值同时符合得很好的力常数和相互作用力常数。顺-3-已烯-1-醇乙酸酯的结构式：CH_3CH_2HC=CHCH_2CH_2-O-C = O 模型化合物分子含有三种基团：C = C、 -C = O、CH_3-CH_2-。无整体对称性。将它们进行了局部对称化，胺局部对称的U-B力场选取了相应的初始力常数。C－H伸缩振动，计算计算频率与观测值符合的非常好，势能分布很集中。各振动模式间偶合作用很小。甲基的两种简并伸缩模式，Takehike等认为不能区分，只给出一个力常数。实际上这是两种不同的振动模式。我们给出了各自的力常数。振动频率分别为2952cm~(-1)、2930cm~(-1)。甲基和亚甲基各振动模式，计算结果与实验值吻合的很好。应用局部对称坐标组合后，各振动模式之间相互作用较小，势能分部较集中。甲基变形振动与伸缩振动一样，Takahiko对两种简并的弯曲和摇摆振动只分别给出了一个力常数，指认其振动频率为1460cm~(-1)、1150cm~(-1)。我们的结果区分了这四种不同的振动模式，相应得到四个力常数和各自的振动频率14680cm~(-1)、1460cm~(-1)及1088cm~(-1)、1026cm~(-1)。亚甲基的剪式变形，面内摇摆及面外摇摆分别为1439cm~(-1)、1302cm~(-1)、726cm~(-1)。其扭曲变形和弯曲变形不是强峰，不作为鉴别亚甲基的特征峰。饱和烷烃中C－C伸缩模式，指认很不统一，Snyder等认为在1060cm~(-1)左右；Takehiko等认为在830cm~(-1)附近。我们的结果为901cm~(-1)，红外和拉曼光谱峰都很弱，不宜作为特征基团频率使用 。双键部分的振动，计算频率与观测值符合的很好。我们给出了双键部分与对称与反对称振动的力常数。＝C－H面内对称与反对称变形振动频率分别为1263cm~(-1)、1397cm~(-1)。面外对称与反对称变形分别是784cm~(-1)、887cm~(-1)。它们的势能分布较低。＝C－C对称与反对称伸缩分别为859cm~(-1)、975cm~(-1)。势能分布较文献的结果高得多。有关C＝O部分观测频率数目较少，计算值与实验值符合得很好。但其中一个C－O伸缩模式相差较大，且势能分布很低。

聚合物载体茂金属催化剂的制备及其烯烃聚合

本文采用苯乙烯、4-乙烯吡啶为单体，自由基聚合得到交联的苯乙烯-4-乙烯吡啶 共聚物。用上述共聚物为载体，表面处理后来负载均相茂锆Cp_2ZrCl_2形成聚合物载体茂锆催化剂。探讨了不同合成路线、合成条件对最终催化剂性能的影响。制备路线、表面处理及载体自身条件（含N量、交联度、粒度）是影响载体催化剂性能的重要因素。对这种新型的聚合物载体茂金属催化剂进行了深入的表征。XPS 及红外光谱分析推断形成了阳离子活性中心，并由此推出活性中心形成过程的假设。采用上述合成的聚合物载体茂金属催化剂催化乙烯均聚及乙烯/α-烯烃共聚合。探讨了不同聚合条件对催化活性、聚合物的性能的影响。该催化剂在高温下稳定，产品的堆密度随反应温度的升高而降低，分子量在50℃左右出现极大值，故采用50～60℃。Al/Zr 在500-800活性基本接近最大值，故Al/Zr取600-800。催化剂效率对催化剂浓度在4 * 10~（-5）M-20 * 10~（-5）M范围内不敏感。其聚合反应动力学曲线表明其聚合要比均相催化剂稳定得多。对乙烯均聚物的表征明所得PE含有一定支链（或侧链）；且分了量分布窄，分子量高。长链α-烯烃的加入，在一定范围内会对乙烯聚合有促进作用，α-烯烃深度继续增大，催化活性减小；聚合产物中α-烯烃单元的含量一直增加，聚合物粒子形态先逐渐长实，后疏松开裂，最后到无颗粒的弹性体状。共聚温度升高，使共聚单元含量有提高；不同α-烯烃对共聚反应不同，该载体催化剂顺序为1-辛烯＞1-己烯＞1-癸烯。对乙烯/1-己烯共聚物的~（13）C-NMR研究和溶剂萃取分级实验表明，共聚物中1-己烯分布均匀，几乎不存在聚集在一起的HHH片段，1-己烯单元几乎全部被以E-H-E序到的方式分隔开。

白腹鼠属（Niviventer）分子系统发育关系和小家鼠（Mus musculus）分子系统地理学研究

本工作用线粒体细胞色素b基因全序列探讨了白腹鼠属（Niviventer）分子系统发育关系，利用线粒体控制区全序列研究小家鼠（Mus musculus）在中国的分子系统地理学。 在白腹鼠属的分子系统发育研究中，本研究首次对来自青藏高原东南部和台湾的9种（安氏白腹鼠、川西白腹鼠、社鼠、刺毛鼠、梵鼠、灰腹鼠、褐尾鼠、台湾白腹鼠和台湾社鼠）32个个体的细胞色素b全序列进行了测定和分析。用最大简约法、最大似然法和贝叶斯法三种构树方法构出的进化树一致表明，9种分为3个线粒体DNA系：系A包括社鼠、台湾社鼠、台湾白腹鼠、刺毛鼠、梵鼠和灰腹鼠6种；系B包括安氏白腹鼠和川西白腹鼠2种；系C仅包括褐尾鼠一种。应用DNA分类的分析方法表明台湾社鼠不应是社鼠的亚种，而应是一个独立的种。此外，以来自更新世中晚期（1.2-0.13百万年）的社鼠化石为依据推算该属的分歧时间。结果表明该属的起源于1.64百万年前，系A和系B分化发生在1.46百万年以前，该属的其余物种分化时间为1.29-0.67百万年前。这些分化时间和青藏高原的最后一次隆起、昆黄运动以及第四纪大冰期时间相一致，提示地理隔离和冰期作用可能对该属的形成演化起到重要的作用。 在小家鼠的分子系统地理学研究中，通过测定来自中国12个采集地的184只小家鼠的控制区全序列，并结合了Genbank里的单倍型，首次研究小家鼠在中国的分子系统地理格局、种群历史和生物地理过程。184个样品定义了66个单倍型，单倍型多样性为0.95，核苷酸多样性为0.012。用66个单倍型及Genbank里来自周边国家的62个小家鼠单倍型进行分子系统发育分析，邻接法和贝叶斯法构得的分子系统发育树基本一致。结果表明小家鼠在中国分为两个线粒体DNA系（南方系和北方系）。分子变异等级分析结果表明主要的分子变异发生在两个线粒体DNA系之间（84.03%）。根据研究结果推断长江是两个线粒体DNA系之间基因交流受限的主要地理障碍。单倍型进化网络关系表明两个线粒体DNA是异域扩散。两个系的单倍型歧点分布图呈钟型分布，说明经历了快速的种群扩散。经推算小家鼠在中国北方系的种群扩散时间为16 600（22 000－11 000）年前，而南方系的种群扩散时间早于北方系，扩散时间为20 000（40 000－6 700）年前。依据单倍型和核苷酸的多样性、单倍型进化网络关系以及单倍型歧点分布图综合推断小家鼠在中国的两个系在末冰期时经历了快速的种群扩张导致今天的地理分布格局。根据系统发育树的结果推断，北方系种群的大体扩散方向是从北往南，而南方系是从南往北迁移。小家鼠以长江为界分为南方系和北方系的系统地理模式、扩散方向和种群的扩散时间与人以长江为界分为南方人和北方人、扩散方向、扩散时间（60 000－16 000）基本一致，这可能暗示人类活动对小家鼠的迁移产生的重要影响。

CERIUM SILICIDE FORMATION IN THIN CE SI MULTILAYER FILMS

Alternating layers of Si(200 angstrom thick) and Ce(200 angstrom thick) up to 26 layers altogether were deposited by electron evaporation under ultrahigh vacuum conditions on Si(100) substrate held at 150-degrees-C. Isothermal, rapid thermal annealing has been used to react these Ce-Si multilayer films. A variety of analytical techniques has been used to study these multilayer films after annealing, and among these are Auger electron spectroscopy, Rutherford backscattering, X-ray diffraction, and high resolution transmission electron microscopy. Intermixing of these thin Ce-Si multilayer films has occurred at temperatures as low as 150-degrees-C for 2 h, when annealed. Increasing the annealing temperature from 150 to 400-degrees-C for 1 h, CeSi2 forms gradually and the completion of reaction occurs at approximately 300-400-degrees-C. During the formation of CeSi2 from 150-400-degrees-C, there is some evidence for small grains in the selected area diffraction patterns, indicating that CeSi2 crystallites were present in some regions. However, we have no conclusive evidence for the formation of epitaxial CeSi2 layers, only polycrystals were formed when reacted in the solid phase even after rapid thermal anneal at 900-degrees-C for 10 s. The formation mechanism has also been discussed in combining the results of the La-Si system.

Aggregation and precipitation in high dose as ion implanted Ge0.5Si0.5 alloy

Thermally stimulated redistribution and precipitation of excess arsenic in Ge0.5Si0.5 alloy has been studied by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), cross sectional transmission electron microscopy (XTEM) and X-ray energy disperse spectrometry (EDS). Samples were prepared by the implantation of 6 X 10(6) As+ cm(-2) and 100 keV with subsequent thermal processing at 800 degrees C and 1000 degrees C for 1 h. The XPS depth profiles from the implanted samples before and after the thermal annealing indicate that there is marked redistribution of the elements in heavily arsenic-implanted Ge0.5Si0.5 alloys during the annealing, including: (1) diffusion of As from the implanted region to the surface; (2) aggregation of Ge in the vicinity of the surface. A high density of precipitates was observed near the surface which were by XTEM and EDS identified as an arsenide. It is suggested that most of the implanted As in Ge0.5Si0.5 alloy exists in the form of GeAs.

A new structure of In-based ohmic contacts to n-type GaAs

Electrical, structural and reaction characteristics of In-based ohmic contacts to n-GaAs were studied. Attempts were made to form a low-band-gap interfacial phase of InGaAs to reduce the barrier height at the metal/semiconductor junction, thus yielding low-resistance, highly reliable contacts. The contacts were fabricated by e-beam sputtering Ni, NiIn and Ge targets on VPE-grown n(+)-GaAs film (approximate to 1 mu m, 2 x 10(18) cm(-3)) in ultrahigh vacuum as the structure of Ni(200 Angstrom)/NiIn(100 Angstrom)/Ge(40 Angstrom)/n(+)-GaAs/SI-GaAs, followed by rapid thermal annealing at various temperatures (500-900 degrees C). In this structure, a very thin layer of Ge was employed to play the role of heavily doping donors and diffusion limiters between In and the GaAs substrate. Indium was deposited by sputtering NiIn alloy instead of pure In in order to ensure In atoms to be distributed uniformly in the substrate; nickel was chosen to consume the excess indium and form a high-temperature alloy of Ni3In. The lowest specific contact resistivity (rho(c)) of (1.5 +/- 0.5)x 10(-6) cm(2) measured by the Transmission Line Method (TLM) was obtained after annealing at 700 degrees C for 10 s. Auger sputtering depth profile and Transmission Electron Microscopy (TEM) were used to analyze the interfacial microstructure. By correlating the interfacial microstructure to the electronical properties, InxGa1-xAs phases with a large fractional area grown epitaxially on GaAs were found to be essential for reduction of the contact resistance.

立方氮化硼薄膜制备与性质研究新进展

立方氮化硼（c-BN）具有优异的物理和化学性质,在力学、光学和电子学等方面有着广泛的应用前景.自上世纪80年代开始,低压沉积c-BN薄膜的研究迅速发展,到90年代中期达到高潮,随后进展缓慢,c-BN薄膜研究转入低潮.近年来,c-BN薄膜研究在几方面取得了突破,如获得与衬底粘附良好、厚度超过1μm的c-BN厚膜;成功实现了c-BN单晶薄膜的异质外延生长;此外,在c-BN薄膜力学性质和过渡层微结构研究方面也取得了进展.本文主要评述最近几年c-BN薄膜研究在以上几方面取得的最新进展.

掩埋隧道结VCSEL芯片小信号等效电路模型

提出了适用于一种1.55μm掩埋隧道结垂直腔面发射激光器(VCSEL)芯片的小信号等效电路模型.等效电路的提出是基于半导体激光器速率方程以及VCSEL芯片结构,电路中各元件都有严格的物理意义.根据实验测得芯片的反射系数及传输参数,通过小信号等效电路仿真模拟,得到电路各元件参数值.不同偏置电流下,模拟结果与实验结果吻合都非常好,证明了该等效电路的有效性.