火星磁层中尾向磁场对O+离子分布的影响

在与地球对比的基础上,采用LB磁场模型,根据由动力学方程求解得到的分布函数,研究了火星磁层中不同尾向磁场条件下来自电离层的O⁺离子沿磁力线的分布。结果发现火星磁尾区O⁺离子通量密度受火星与太阳风相互作用而产生的感应型尾向磁场的影响：（i） 火星磁尾O+离子通量密度随尾向磁场的增强而增大,当尾向磁场由5 nT增大到20 nT时,磁尾2.8 Rm (Rm为火星半径)处O+离子通量密度可增大3倍左右;（ii）火星磁尾O+离子通量密度随内禀磁矩的增大而减小,当内禀磁矩增大半个量级时,磁尾2.8 Rm处O+离子通量密度可减小到25%左右. 根据实际观测得到的O⁺在不同火星磁层区的数据和本文的理论曲线,推测得火星的内禀磁矩约为2×1017 T·cm3,这与美国最新的火星探测飞船MGS观测结果一致.     

湿地甲烷排放研究进展

甲烷是一种仅次于二氧化碳的重要温室气体,对全球变暖的贡献率为25%。近年来大气中甲烷浓度显著增加,湿地甲烷释放量约占全球甲烷通量的20%,是大气甲烷的主要自然来源之一。甲烷主要通过产甲烷菌在厌氧条件下产生,在氧化条件下,甲烷通过土壤中的甲烷氧化菌氧化,并通过气泡、扩散和植物传输三种途径释放到大气。湿地甲烷通量在时间和空间两个方面有较大的变化,这与甲烷产生、氧化和传输过程有关,同时受到不同环境因素的影响,如:土壤质地、氧化还原电位、有机物、土壤酸碱度、植被条件、气候因素、农业管理措施等。文章还对湿地甲烷排放的观测方法和排放模型进行了简单介绍,并对今后的研究提出了几点建议。     

超薄Al_2O_3绝缘栅AlGaN/GaN MOS-HEMT器件研究

采用原子层淀积(ALD),实现超薄(3.5nm)Al2O3为栅介质的高性能AlGaN/GaN金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管(MOS-HEMT).新型AlGaN/GaN MOS-HEMT器件栅长0.8μm,栅宽60μm,栅压为+3.0V时最大饱和输出电流达到800mA/mm,最大跨导达到150ms/mm,与同样尺寸的AlGaN/GaNHEMT器件相比,栅泄漏电流比MES结构的HEMT降低两个数量级,开启电压保持在?5.0V.C-V测量表明Al2O3能够与AlGaN形成高质量的Al2O3/AlGaN界面.     

极光沉降粒子在极区大气中传输的数值研究

从Boltzmann方程出发,根据带电粒子在中性大气中的传输理论,综合考虑弹性散射、激发、离化以及二次电子生成等重要物理过程,用数值方法求解沉降电子传输方程,获得随高度、能量和投掷角变化的微分沉降电子数通量．在单成分（N2）大气近似条件下,模式计算结果较好地描述了沉降电子通量谱在极区高层大气中的传输规律和特性;由沉降电子微分通量计算得到的中性成分电离率主要特征与已有经验模式较好地吻合．将FAST卫星飞越EISCAT雷达上空时观测到的沉降电子能谱作为模式输入,计算获得了与由雷达观测数据反演得到的中性大气电离率相一致的结果．     

超临界CO2中以PEG20000为模板制备多孔材料Fe2O3

在超临界CO2中以聚合物PEG20000为模板,乙酰丙酮铁为前驱体制备Fe2O3多孔材料.研究了压力和温度对插嵌率的影响,并对材料进行了TG、XRD、N2吸脱附及SEM等表征.X射线衍射结果表明,产物主要由α-Fe2O3组成.根据产物的N2吸附-脱附等温线计算,产物的比表面积可迭361.01 m2/g,平均孔径为8 nm左右.SEM测试结果表明,产物由形状不规则的带有疏松结构的碎片组成.     

超薄Al2O3绝缘栅AlGaN/GaN MOS-HEMT器件研究

采用原子层淀积（ALD）,实现超薄（3.5nm）Al2O3为栅介质的高性能AlGaN/GaN金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管（MOS-HEMT）.新型AlGaN/GaN MOS-HEMT器件栅长0.8μm,栅宽60μm,栅压为＋3.0V时最大饱和输出电流达到800mA/mm,最大跨导达到150ms/mm,与同样尺寸的AlGaN/GaNHEMT器件相比,栅泄漏电流比MES结构的HEMT降低两个数量级,开启电压保持在？5.0V.C-V测量表明Al2O3能够与AlGaN形成高质量的Al2O3/AlGaN界面.     

稻草还田翻耕对水稻土微生物及酶的影响研究

稻草直接还田是一条合理利用秸秆资源齐地培肥的有效途径.为了探明翻耕条件下秸秆还田量对土壤生物学特征的影响,为制定舍理的秸秆还田量,用于早稻秸秆还田培肥土壤,减少环境的污染和保障农业的可持续性发展,进行了0%、33%、67%、100%早稻秸秆连续2年覆盖翻耕对水稻土微生物及酶活性的影响研究.结果表明:经过稻草翻耕还田后,稻田土壤的生物学性状得到了一定程度的改善.不同的稻草还田量对土壤微生物数量、微生物活度、土壤酶活性以及土壤微生物作用强度的影响存在差异,33%和67%稻草还田量较0%和100%稻草还田更能改善稻田土壤质量.     

ZnO纳米阵列基钙钛矿太阳能电池的光电性能分析

近年来钙钛矿材料CH3NH3Pb X3(X=Cl,I,Br)因其在可见光范围的吸光系数大、成本低廉、能量转换效率高等优势而得到快速发展.本文采用低温化学水浴沉积制备出有序的Zn O纳米阵列,进一步在Zn O纳米阵列上旋涂不同体系的Ti O2,制备出Zn O/Ti O2复合阵列结构作为钙钛矿太阳能电池的电子传输层,通过改变Ti O2掺入体系探究电极的微结构变化和电池光电性能.研究表明,Zn O纳米阵列经过Ti O2浆料处理的复合体系组装的电池具有最优的光电性能,进一步考察Ti O2浆料浓度对电池性能的影响表明,当Ti O2浓度为0.1 mol/L时得到最佳性能,其组装电池的开路电压(Voc)达到0.93 V,短路电流(Jsc)为15.30 m A cm-2,填充因子(FF)为43%,效率(η)为6.07%.效率的提升主要是因为钙钛矿能深入Zn O阵列的间隙,同时在阵列的上部形成了均匀致密的覆盖层,有效提高了电池的光俘获,同时抑制了载流子的复合.在Zn O/Ti O2浆料复合阵列结构优化浆料浓度的基础上,进一步对纳米阵列采用Ti Cl4溶液进行处理,电池的光电性能得到大幅提升:Voc=0.99 V,Jsc=19.09 m A cm-2,FF=58%,效率η达到11%.性能提升的原因主要是Ti Cl4溶液对复合纳米阵列的处理,引入了小Ti O2纳米颗粒到Zn O/Ti O2浆料复合阵列结构中,有效地填补了阵列中的间隙,后续旋涂钙钛矿材料,阵列上部的钙钛矿覆盖层和间隙中的钙钛矿纳米晶,其光照后产生的载流子都可以与电子传输层有很好的接触,从而快速地经由Zn O阵列传导至导电衬底,此外小纳米颗粒的引入,也增大了电极的表面积,提高了对钙钛矿物质的吸附,增大了光俘获,因而电池的整体性能都得到提高.     

硅量子点双势垒存储结构及其编程机制的研究

采用等离子体化学气相沉积(PECVD)及热退火方法制备了含硅量子点的Si Cx薄膜.透射电子显微镜(TEM)观测表明Si Cx薄膜中生长了大量硅量子点.制备了含Si Cx薄膜包裹硅量子点的双势垒存储器结构.TEM观测表明,采用上述工艺成功制备了Si3N4/Si Cx薄膜/Si-QDs/Si Cx薄膜/Si O2双势垒结构的存储器结构.利用硅量子点的库伦阻塞效应及量子限域效应,从理论上分析了双势垒硅量子点存储器的编程机制,建立了双势垒存储结构阈值电压漂移模型,模拟仿真表明双势垒存储器的阈值电压漂移要大于单势垒存储器,编程速度更快.存储结构C-V特性测试表明,样品在扫描栅压为±12 V时有10 V左右的存储窗口,证明双势垒存储结构具有良好载流子存储效应.     

稻草还田少免耕对稻田土微生物及酶活性的影响

为探明少免耕和稻草覆盖对土壤生物特征的影响,合理利用稻草覆盖及耕作制度来保障土壤的可持续利用,研究了33％（约2500ks／hm^2）、67％（约5000kg／hm^2）、100％（约7500kg/hm^2）稻草覆盖少免耕对稻田土微生物区系及活性的影响。定位试验2年后,少免耕与稻草覆盖提高了稻田土好气性细菌数量、真菌数量和微生物活度,但厌气性细菌和放线菌的数量则略减少。33％和67％稻草还田时,翻耕土壤的好气性细菌和厌气性细菌数量均高于免耕和少耕土壤。33％稻草还田时,免耕和少耕土壤的放线菌和真菌数量均高于翻耕土壤。同时,少免耕提高了土壤木聚糖酶、纤维素酶、蛋白酶、脲酶、过氧化氢酶的活性,也提高了土壤微生物活度、氨化作用强度和硝化作用强度。少量稻草还田少耕要优于少量稻草还田翻耕和免耕。     

基于灰色关联分析的二氧化碳排放因子研究

为实现节能减排目标,探求二氧化碳排放影响因子,在分析以往研究基础上,选取2000～2007年EIA和国家统计年鉴相关数据,采用灰色系统理论中的灰色关联分析模型计算各因子间的灰色关联度,比较得出:能源消费对二氧化碳排放影响最大,其次是GDP,然后是人口数量、固定资产投资和居民消费。据此提出,转变能源结构、适当控制人口增长、调节固定资产投资方向、引导居民消费方向等是我国经济发展中降低二氧化碳排放的有效途径。     

Al_2O_3/TiAl基复合材料在空气中的高温氧化行为

研究了热压烧结的Al2O3/TiAl基复合材料在900℃静止空气中的断续氧化行为.结果表明,随着Nb2O5掺量的增加,氧化增重减小,氧化抗力明显改善,其初始氧化动力学符合线性规律,断续氧化动力学服从抛物线规律.Nb2O5掺量大的材料,因氧化产物中含有TiAl和Ti2AlN相,显示其良好的抗高温氧化性.在900℃温度断续氧化120h后,氧化膜主要由TiO2外表层、Al2O3次表层以及TiO2和Al2O3的混合内层构成,由外向内为富Al向富Ti的氧化物混合层过渡.靠近基体TiO2和Al2O3混合内层为多孔疏松状结构,孔洞是由于形成Ti的氧化物后生成的.整个氧化层厚约20μm.氧化膜表面均未形成均一的Al2O3保护膜,但形成的内层Al2O3膜与外层TiO2膜粘附性高,没有发生氧化膜脱落现象.原位自生的Al2O3微细颗粒,高温下促使其本身成核与生长,使得热力学形成其膜所需的最低Al含量降低;同时,增加了Ti离子由M/MO界面向O/MO界面扩散的势垒,从而降低了TiO2的生成率,提高了抗氧化性能;另外,形成从外向内由富Al向富Ti氧化物混合层过渡的复层结构,降低了O2?的内扩散,改善了复合材料的抗氧化性能.     

预填充支撑体制备介孔硅MCM-48分子筛膜

利用水溶液填充平均孔径为0.2μm的ZrO2管式非对称支撑体,水热合成法制备得到了高通量的MCM-48分子筛膜.首先将支撑体浸泡在预先制备的具有一定pH值的水溶液中,负压抽吸以排除支撑体中的气体,然后放入溶胶中水热合成,经乙醇/盐酸溶液（EtOH/HCl）萃取干燥后得到MCM-48分子筛膜.单组分气体（N2,H2）渗透实验表明,利用水溶液填充支撑体与干燥支撑体相比,可以明显改善MCM-48分子筛成膜质量.通过二次合成可以得到高通量、完整的MCM-48分子筛膜,常温、跨膜压差为0.05MPa时N2渗透系数为5.66×10-7mol/（Pa·s·m2）,H2/N2分离因子可达到3.47.     

Al2O3／TiAI基复合材料在空气中的高温氧化行为

研究了热压烧结的Al2O3／TiAI基复合材料在900℃静止空气中的断续氧化行为．结果表明,随着Nb2O5掺量的增加,氧化增重减小,氧化抗力明显改善,其初始氧化动力学符合线性规律,断续氧化动力学服从抛物线规律．Nb2O5掺量大的材料,因氧化产物中含有TiAI和Ti2AIN相,显示其良好的抗高温氧化性．在900℃温度断续氧化120h后,氧化膜主要由TiO2外表层、Al2O3次表层以及TiO2和Al2O3的混合内层构成,由外向内为富AI向富Ti的氧化物混合层过渡．靠近基体TiO2和Al2O3混合内层为多孔疏松状结构,孔洞是由于形成Ti的氧化物后生成的．整个氧化层厚约20μm．氧化膜表面均未形成均一的Al2O3保护膜,但形成的内层Al2O3膜与外层TiO2膜粘附性高,没有发生氧化膜脱落现象．原位自生的Al2O3微细颗粒,高温下促使其本身成核与生长,使得热力学形成其膜所需的最低Al含量降低;同时,增加了Ti离子由M／MO界面向O／MO界面扩散的势垒,从而降低了TiO2的生成率,提高了抗氧化性能;另外,形成从外向内由富AI向富Ti氧化物混合层过渡的复层结构,降低了O^2-的内扩散,改善了复合材料的抗氧化性能．     

TIMED卫星测量得到的OH和O_2（1.27μm）夜气辉全球分布特征

为了研究OH和O2夜间气辉辐射随时间变化的全球分布特征,我们利用TIMED卫星在2002~2009年间的OH和O2气辉辐射率数据对两种夜气辉的高度变化、地方时变化和季节变化等特征进行了统计分析.结果表明,OH夜气辉比白天气辉强,O2夜气辉比白天气辉弱.赤道附近的OH夜气辉辐射强度在午夜附近达到最强,中高纬度地区的OH夜气辉辐射强度在日落之后和日出之前较强.在分点时,赤道附近的O2夜气辉辐射强度随着地方时减弱,在至点时它的地方时-纬度分布有一个低值区.对于夜气辉辐射率的高度-纬度分布,OH的分布在分点时有一个峰,位于赤道上空85 km附近,并且3月分点的峰比9月分点的强;O2的分布在分点时有三个峰,分别位于秋分半球30°附近、赤道附近和春分半球30°附近,位于赤道附近的峰高最低;两种夜气辉在至点的分布均有三个峰.两种夜气辉的辐射强度在赤道附近有明显的年变化特征和半年变化特征,半年变化的峰值和谷值分别出现在分点和至点,并且3月分点的峰值比9月分点的大,两种气辉的分布均存在南北半球不对称特征.     

Zn离子注入对多壁碳纳米管结构和场发射性能的影响

利用MEVVA离子源在多壁碳纳米管阵列中注入Zn元素,实现多壁碳纳米管阵列的Zn离子掺杂,分析Zn离子注入对多壁碳纳米管结构和场发射性能的影响.研究发现：Zn离子注入会使多壁碳纳米管顶端产生结构损伤,由多层石墨结构的碳纳米管转变为无定形碳纳米线,Zn与C形成C：Zn固溶复合结构.较低注入剂量下形成的C：Zn复合结构使有效功函数降低,场电子发射的开启电场和阈值电场分别由0.80和1.31V/μm降低到0.66和1.04V/μm,提高了多壁碳纳米管阵列的场发射性能.大注入剂量造成的严重结构损伤会降低场增强因子,使场发射性能下降.     

白光LED用红色荧光粉LiEu_(1-x)Y_x(WO_4)_(0.5)(MoO_4)_(1.5)的制备及其发光性能研究

以WO3,MoO3,Eu2O3,Li2CO3,Y2O3为原料,采用传统的高温固相反应方法制备了一种新的白光LED用红色荧光粉LiEu1-xYx(WO4)0.5(MoO4)1.5(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.8)系列,利用XRD和荧光光谱仪等对其进行了研究.结果表明这系列荧光粉可以被近紫外光(396nm)和蓝光(466nm)有效激发,发射峰值位于615nm(Eu3+离子的5D0→7F2跃迁)的红光,并且证明了Eu3+离子在晶体结构中占据了非反演对称中心的位置;激发波长与目前广泛使用的蓝光和紫外光LED芯片相符合,因此该系列荧光粉可以用作近紫外辐射的InGaN管芯激发三基色荧光粉系统或者是用来补充蓝光芯片激发的黄色荧光粉系统缺少的红色部分.详细研究了各种助熔剂对该体系荧光粉发光特性的影响.XRD的测量结果表明加入适量的助熔剂有利于LiEu1-xYx(WO4)0.5(MoO4)1.5荧光粉的结晶化,并且不引入杂相.适量的助熔剂的加入可增大该系列荧光粉的相对发光强度,并能有效降低荧光粉的平均粒径.     

芦苇沼泽湿地蒸散发分离量测方法及应用研究

基于补偿原理,结合湿地环境和植被生长特点,研究开发了一种可对湿地垂向水分损失通量进行区分监测,并可同时测量多种湿地植被状态蒸散量和水面蒸发量数据的蒸散补偿观测系统（CETOS）．2004—2009年,应用该系统对比研究了扎龙湿地和白洋淀湿地芦苇群落的蒸散耗水规律,其中在白洋淀湿地对比测量了三种具有不同叶面积指数的芦苇群落蒸散速率．结果显示,研究期内扎龙湿地芦苇生长季蒸散总量为739—886mrn,而由于地理条件和气候特性的影响,白洋淀湿地的芦苇蒸散量相对较大,三个群落蒸散总量分别为970～1117rnlIl,1261—1452mitt和1759—2035rtlnl．另外,研究中对两湿地蒸腾作用因子的季节变动特征和影响因素进行了分析,指出蒸腾作用因子受地理位置、生物量、植被生长阶段以及外界气象条件等多方面的制约．     

固体火箭发动机喷管烧蚀控制机制判别新方法

合理的固体火箭发动机喷管烧蚀控制机制判别方法能提高烧蚀率计算的精度.基于H2O和CO2与C反应具有不同的化学反应常数,综合考虑了壁面温度和燃气氧化组分浓度对烧蚀率的影响,提出了一种判别烧蚀控制机制的新方法.应用该判别方法对喷管喉忖烧蚀问题进行了数值模拟.计算结果表明,本文采用的计算方法得到的烧蚀率小于按扩散速率控制和双控制计算得到的烧蚀率,且与试验结果更接近.同时指出燃气中由H2O引起的烧蚀率是导致喷管喉忖烧蚀的主要原因.     

热压烧结Ti_3AIC_2材料在空气中的恒温氧化行为

研究了热压烧结的Ti3AlC2(含有2.8%(质量分数)的TiC)在900~1300℃空气中的恒温氧化行为.结果表明,该材料具有良好的抗高温氧化性能,其氧化行为遵循抛物线规律.随着温度升高,氧化抛物线速率常数kp从900℃的1.39×10?10增大到1300℃的5.56×10?9kg2·m?4·s?1,计算得到的氧化活化能为136.45kJ/mol.在900~1100℃时,氧化产物为α-Al2O3和TiO2;当温度达到1200℃时,TiO2开始部分地转变为Al2TiO5;氧化温度升高到1300℃,Ti在氧化层中完全以Al2TiO5的形式存在.氧化过程由Al3 和Ti4 的向外扩散和O2?的向内扩散控制.Al3 和Ti4 的快速向外扩散在基体与氧化层界面处导致大量的缺陷的形成.