用非平衡磁控溅射法制备CNx薄膜

利用非平衡磁控溅射法,用一对石墨溅射靶,以N2,Ar为工作气体,在Si(100)衬底上溅射生长CNx薄膜。X光电子能谱分析表明薄膜中的C,N原子以sp^3,sp^2杂化电子轨道成键形成化合物。氮碳原子比比值为1.06,1.24,傅里叶红外分析也证明了C－N的存在。X射线衍射谱显示薄膜中含有β－C3N4晶粒。实验证明,非平衡磁控溅射法是合成C3N4薄膜的有效方法。     

Si（111）表面离子束辅助沉积对类金刚石薄膜结构影响的计算机模拟

本文选C2分子和Ar离子作为沉积源和辅助沉积粒子,采用分子动力学（MD）方法在Si（111）面上模拟研究了离子束辅助沉积（IBAD）类金刚石（DLC）膜的物理过程.重点讨论了C2分子和Ar离子的入射能量及到达比（Ar/C）对平均密度和sp^3键含量的影响,并与Si（001）-（2×1）表面生长类金刚石膜的结果进行比较.结果表明,到达比和入射能的改变,对薄膜结构的影响不同;Si（111）面上生长类金刚石膜,薄膜在衬底的附着力更强.     

射频功率对硼碳氮薄膜的组分和厚度的影响

利用射频磁控溅射方法以不同的射频功率(80～130 W)在硅衬底上制备出一组硼碳氮(BCN)薄膜.傅里叶红外吸收光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)测量发现样品的组成原子之间均实现了原子级化合.射频功率对薄膜的组分和厚度有很大影响,二者随射频功率的增大而呈规律性变化.B、N元素含量高、C元素含量低的硼碳氮薄膜较厚.并且,射频功率为110 W条件下制备的硼碳氮薄膜中C元素含量最低,薄膜最厚.     

使用微感应耦合等离子体射流源高速沉积类金刚石碳膜

提出了一种基于13．56MHz激发的微感应耦合等离子体射流源,含碳的等离子体射流在绕有水冷线圈的石英管中产生．激光拉曼光谱及紫外-可见光谱分别用以研究基片负偏压对所生长的非晶碳膜结构特征的影响．结果表明：碳基微等离子体射流具有很强的活性,碳膜的生长速率高达0．8μm／min,但随着衬底负偏压的增加而降低;Raman光谱显示在1350cm^-1、1580cm^-1附近存在D峰、G峰,是典型的类金刚石碳膜;薄膜中碳主要以sp^2、sp^3碳及无序的聚合碳链形式存在,随偏压的增加,薄膜中聚物碳链结构被打断,分解形成sp^2、sp^3碳杂化态,Raman荧光本底减弱,sp^2和sp^3的含量之比增加,光学带隙呈现降低趋势．     

水氮互作对滴灌春小麦渗透调节物及产量的影响

为了解水氮互作对新春6号春小麦旗叶渗透调节物含量及产量的影响,试验于2012年在新疆农垦科学院试验田进行。试验设置2400m3／hm2（W1）、3200m3／hm2（W2）、4000m3／hm2（W3）3个灌水处理;设置450kg／hm2（N1）、600kg／hm2（N2）、750kg／hm2（N3）3个氮肥水平。试验通过小区控制试验,分析测定了小麦拔节期、抽穗期、扬花期、灌浆期的叶绿素、可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白质含量,并于收获后测定产量及其产量构成因子。结果表明：随着水分胁迫的加重,叶绿素、可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白质含量均呈现增加的趋势。重度干旱条件下,增施氮肥则降低了渗透调节物的含量,影响了小麦的正常生理功能;中度水分条件下,随着氮肥施用量的增加其含量不断的提高,表现出了一定的渗透调节能力;高水处理条件下,增施氮肥使得渗透调节物含量增加比较缓慢。水氮运筹对滴灌春小麦产量性状的调控存在明显的互作效应,其中以W3N3处理组合产量最高,达788．90kg／667m2,增产显著。表明在滴灌条件下,灌水量4000m3／hm2、施氮量达750kg／hm2能有效促进滴灌春小麦旗叶的渗透调节能力,进而达到增产的目的。     

基片温度对CNx薄膜性能和结构的影响

采用离子束溅法，在单晶Si（100）基片上制备CNx薄膜。研究了基片温度对CNx薄膜性能和结构的影响。结果表明：随着基片温度的提高，薄膜生长致密，表面光滑；薄膜硬度逐渐提高，但温度升高到200℃后，硬度增加缓慢。同时，基片温度升高使薄膜中的N含量增加，促进C－N化合物结晶。X射线衍射结果证明在850℃时，薄膜中产生α－C3N4晶相。     

控制双辉渗镀Ti（CN）膜保温时间的研究

运用双辉技术在20钢表面进行Ti、C、N三元共渗,研究如何控制通氮保温时间来获得不同组织结构的n（CN）渗镀层。结果表明：随通氮保温时间的增加,渗镀层表面的颜色由紫罗兰色逐渐变成金黄色,其厚度也迅速增加,可超过20μm;渗镀层内物相的构成也随之变化,保温0.5h渗镀层内无Ti（CN）形成,保温时间超过2h时,有Ti（CN）生成,且随保温时间的增长,其结构由TiCα7Nα3变成TiCα2Nα8;同时渗镀层与基体的结合力逐渐变大,最高可达70N左右。     

掺氮类金刚石薄膜(α-C:H:N)显微结构的研究

用射频等离子体化学气相沉积法（ＲＦ－ＣＶＤ）和ＣＨ４、Ｎ２与Ａｒ组成的混合气体制备掺氮类金刚石薄膜（α－Ｃ：Ｈ：Ｎ）。用原子力显微镜（ＡＦＭ）、俄歇电子能谱（ＡＥＳ）、红外光谱（ＩＲ）以及显微拉曼谱（Ｍｉｃｒｏ－Ｒａｍａｎ）对α－Ｃ：Ｈ：Ｎ薄膜的表面形貌、组分和微观结构进行表征。实验结果表明,薄膜中有纳米量级的颗粒存在,而且随反应气体中Ｎ２与ＣＨ４比值的增大,薄膜中的氮元素含量也随之增大,并主要以     

18Mn18Cr高氮钢析出相特征及形成机制

通过金相显微镜、扫描电镜、电子探针显微分析、透射电镜及热力学计算软件研究C和N含量对铸态及时效态18Mn18Cr高氮钢析出相特征及形成机制的影响.研究发现在铸态,随C/N质量比降低,析出相依次为Cr23C6相、σ相和Cr2N相.增加C或N含量可分别促进Cr23C6相和Cr2N相析出.C和N含量影响实验钢凝固模式及不稳定铁素体相共析分解产物.18Mn18Cr0.44N钢凝固模式为AF模式,不稳定铁素体相共析分解反应为δ→σ+γ2(0.025%C)和δ→γ2+Cr23(CxNy)6(x/y>1)(0.16%C);18Mn18Cr0.72N钢凝固模式为A模式,晶界处存在少量颗粒状Cr2N相.在固溶时效态,实验钢仅析出片层状的Cr2N0.39C0.61相.随C+N含量增加,片层状析出相体积分数和片层间隙增加,析出孕育时间减少.     

氮素水平对青钱柳叶片主要次生代谢物含量和抗氧化能力的影响

【目的】通过研究施氮量对青钱柳生长、次生代谢产物积累和抗氧化能力的影响,为青钱柳叶用人工林氮素施肥管理提供理论依据。【方法】以青钱柳两年生平茬实生苗为试验材料,在人工气候室控制条件下,设置N0(0 g/株)、N1(3 g/株)和N2(6 g/株)3水平,氮素施肥水平处理,测定不同处理下青钱柳生长指标,叶全碳、全氮、次生代谢物含量和抗氧化能力,并采用单因素方差分析比较不同氮素处理间的差异。【结果】施氮量对青钱柳苗高、地径、生物量、叶总黄酮、总三萜和总多酚类化合物含量有显著影响(P < 0.05)。随着施氮量的增加,青钱柳苗高、地径和生物量变幅分别为27.33~39.67 cm、6.65~9.19 mm和2.41~3.87 g,均在N1处理下最高;次生代谢物含量在N0处理下最高,但随施氮量的增加,叶中全氮含量显著增加,碳氮比显著降低。相关分析表明,青钱柳叶中全氮含量与碳氮比呈极显著负相关( P < 0.01),ABTS[2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐]和DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)的自由基半清除浓度(IC ₅₀)值与青钱柳叶中总黄酮、总三萜和总多酚类化合物含量呈显著负相关(P < 0.05)。青钱柳叶总黄酮、总三萜和总多酚类化合物含量及抗氧化能力随施氮量的增加依次表现为N0 > N2 > N1。【结论】施氮量显著影响青钱柳苗高、地径、生物量、叶碳氮比、次生代谢物积累和抗氧化能力。碳氮比与总多酚类化合物含量呈显著正相关,与总黄酮和总三萜类化合物含量及抗氧化能力无相关性。低氮(N0)和高氮(N2)胁迫有利于青钱柳叶中次生代谢物积累和抗氧化能力的提高,但均不利于青钱柳生长。研究结果可为青钱柳叶用林培育的氮肥管理提供理论依据。     

杉木人工林凋落物量动态对氮沉降增加的响应

 通过野外模拟试验,研究了杉木人工林凋落物量对氮沉降增加的响应。试验设计为4种处理（N0, N1, N2, N3）,增加氮量分别为0、60 、120 和240 kg·hm^-2·a^-1。通过3 a监测发现,2005年各处理的年凋落量分别是2 427.50、2 238.10、2 286.66和2 599.50 kg·hm^-2,2006年凋落量分别是1 008.83、1 164.10、1 147.30和976.47 kg·hm^-2,2007年凋落量分别是1 557.85、1 445.60、1 595.85和1 555.85 kg·hm^-2。从3 a的试验时间来看,凋落物总量表现为先下降后上升,高氮处理（N3）前期提高凋落物量的作用比较明显,但随后逐渐表现为抑制作用;中氮处理（N2）逐渐表现为增加凋落物量的作用,低氮处理（N1）作用不明显。不同水平的氮沉降处理对凋落物各组分存在不同影响, N2处理对增加叶凋落物量有一定的促进作用,但N1和N3处理表现为抑制作用;氮沉降处理均表现出降低枝和皮凋落量的作用,但对落果和碎屑物有显著的增加作用。     

不同比例硝态氮和尿素氮对苦草的生理影响

通过实验室静态模拟试验，研究了富营养状态下（N：4mg／L；P：0．2mg／L）不同比例硝态氮（NO3ˉ-N）和尿素氮（Urea—N）（1：0，2：1，1：1，1：2）对苦草（Vallisneria atans）的生理影响．结果表明，硝态氮和尿素氮比例为1：0，即以硝酸盐为唯一氮源时，苦草的生物量、可溶性总糖含量和硝酸还原酶（Nitrate Reductase，NR）活性明显高于其他处理组和无氮对照组，过氧化物酶（Peroxidase，POD）活性低于其他处理组和无氮对照组．随着培养液中尿素含量逐渐升高、N0OˉN：Urea—N比例降低，苦草的生物量、NR活性以及POD活性依次降低，苦草脲酶（Urease）活性逐渐升高，但当NO3ˉN：Urea—N为1：2时，苦草Urease活性受到抑制，明显低于其他比例组和无氮对照组．研究表明，添加一定量的硝态氮（硝态氮和尿素氮比例为1：0，NO3ˉ-N浓度为4mg／L）可以促进苦草的生长，但当尿素含量逐渐增加时会对苦草产生一定的胁迫作用，硝态氮（NO3ˉN）和尿素氮（Urea—N）对苦草产生胁迫影响的阈值比为1：1，此时TN为4mg／L，NCh—N和Urea—N均为2mg／L．     

无氢类金刚石膜的光致发光特性研究

使用脉冲激光沉积（PLD）技术制备了系列无氢类金刚石（DLC）薄膜,测量了样品的Raman光谱、光吸收和光致发光,研究了光致发光与制备条件的依赖关系。结果表明,这种薄膜是有少量sp^2键和sp^2键组成的非晶碳膜。薄膜的光学带隙在1．68～2.46eV,发光在可见光区呈宽带结构。沉积温度对类金刚石薄膜的结构和发光性质有较大影响。当沉积温度从室温升高至400℃时,sp^2团簇的长大使C原子的有序度增强,从而导致薄膜的光学带隙变窄,发光峰红移且半高宽变小。     

氮素营养水平对春小麦叶片光合、光呼吸及硝酸还原的影响

春小麦叶片的光呼吸强度、乙醇酸氧化酶及硝酸还原酶的活力和叶绿素含量均随硝态氮供应量的增加而增高。光合强度在低氮至正常氮范围内(1/4氮—1氮)随氮量的增加而增高,但在高氮范围内(2氮—4氮)则随氮量增加略有所下降。上述各项生理指标也随氨态氮的增加有所提高,但变化的幅度不如硝态氮处理的明显。在供氮的植株中,测不出硝酸还原酶的活力。用光呼吸抑制剂亚硫酸氢钠等真空渗入叶片而使光呼吸受到抑制时,发现硝酸还原也受到抑制。这说明光呼吸与硝酸还原有着密切的关系。     

溅射时间对γ′-Fe4N薄膜的磁性影响

采用直流磁控溅射方法,以Ar/N2作为放电气体（N2/（Ar＋N2）=10%）,在玻璃衬底上于不同溅射时间获得了γ′-Fe4N单相薄膜。利用X射线衍射（XRD）和超导量子干涉仪（SQUID）研究了溅射时间对薄膜的生长及磁性性能的影响。结果表明薄膜样品明显沿γ′-Fe4N（111）晶面择优取向进行生长,其（111）晶面平行于样品的膜面。随溅射时间的增加,薄膜样品的晶粒尺寸没有明显的变化,薄膜厚度和矫顽力随溅射时间的增加而显著增大。     

模拟大气氮沉降及短期氮沉降恢复对森林土壤酸化及养分的影响

通过野外模拟试验,研究氮沉降增加以及短期氮沉降恢复对杉木人工林土壤物理性质、pH值、NH4+-N、NO3--N、交换性钙、镁的影响。试验设计为5种处理,分别为N0(0kg·hm-2·a-1)、N1(60kg·hm-2·a-1)、N2(120kg·hm-2·a-1)、N3(240kg·hm-2·a-1)、Nr(氮沉降恢复),每个处理重复3次。以尿素[CO(NH2)2]作为氮源,每月以溶液方式对林地进行喷施。通过3年的处理后发现,氮沉降使土壤容重降低;0-20cm土层pH值出现短期的突增,而20-60cm则随氮沉降量的增大其酸化程度也越大;0-40cm土层中土壤NH4+-N含量从高到低的顺序比较为:N3>N2>N0>N1;40-60cm土层为:N3>N2>N1>N0,;土层中NO3--N含量从高到低的顺序为:N3>N2>N0>N1。氮沉降促进了土壤交换性钙和镁的增加。短期的氮沉降恢复过程中,土壤NH4+-N和NO3—N出现了显著的恢复特征;而土壤容重、pH值、交换性钙、镁也出现了一些恢复现象,但其特征并不显著。     

氮磷钾对银杏苗生长和生理特性的影响

采用正交设计安排了氮、磷、钾3因素5水平的肥料试验,研究了氮、磷、钾配施对银杏苗木生长及生理的影响。结果表明：（1）不同的氮、磷、钾配施处理对银杏苗木各项生长生理指标均有极显影响。在25种配施处理中,N3P3K5处理有利于银杏苗木的高生长和生物量的积累;N3P1K3和N5P1K5处理有利于银杏苗木叶绿素含量的提高;N3P2K4、N2P3K4、N3P3KL5处理有利于光合速率的提高;（2）氮、磷、钾3种元素对银杏苗木生长和生理的影响效应不同,以氮为最大,其次是磷,钾的影响效应最小;（3）银杏苗木各项生长指标与氮、磷、钾施用量之间存在二次函数关系,根据关系方程求得2年生银杏苗木的合理养分元素施用量,氮肥为2.79-3.47g/盆、P2O5为2.44-2.59g/盆、K2O为1.51-1.98g/盆。     

不同杨农复合经营模式土壤有机碳和全氮含量 垂直分布及储量研究

对苏北地区3种杨农复合经营模式(宽窄行模式即K模式、片林模式即P模式和网格模式即W模式)的100 cm土体8个土层中土壤有机碳、氮的分布进行研究,结果表明：3种模式土壤有机碳、氮含量及储量的剖面分布均表现出在表层相对较高,都有随土壤剖面深度增加而降低的趋势,且耕作层以下迅速降低。3种模式深度100 cm的土壤有机碳含量变化范围为0.64~1527 g/kg, 全氮含量变化范围0.30~2.09 g/kg;土壤有机碳含量与全氮含量及C/N呈极显著相关关系;100 cm深土壤有机碳储量在3种模式中分别达(71.19±0.72)、(40.67±058)和(42.64±0.56) t/hm2。     

添加无机氮对山西太岳山油松林土壤氮素及温室气体通量的影响

【目的】人类活动频繁引起大气氮沉降加剧,导致陆地生态系统中的氮循环发生了前所未有的变化,进而影响整个陆地生态系统生态环境。笔者通过模拟大气氮沉降,探究森林土壤中氮素含量及温室气体排放速率的响应规律以及氮素对温室气体排放的影响,为提高森林氮素利用率并减缓大气温室效应提供参考。【方法】以山西太岳山暖温带油松林为研究对象,以硝酸铵(NH₄NO₃)为外源无机氮添加对象,设置对照CK(0 g/m²)、N5(5 g/m²)、N10(10 g/m²)、N20(20 g/m²)、N40(40 g/m²)等5个施氮水平,每个施氮水平设置4个重复,共20块样地。于2017年8月采集土壤样品及温室气体样品(采用静态箱法),测定林地土壤中的全氮(TN)、总可溶性氮(TDN)、可溶性有机氮(DON)、铵态氮(NH⁺₄-N)、硝态氮(NO^-₃-N))含量及土壤中温室气体N₂O、CO₂ 和CH₄的排放量,分析氮添加对土壤氮及温室气体排放的影响。【结果】在N5、N10、N20和N40各施氮水平处理下,油松林0～10 cm土壤中NO^-₃-N、TDN、DON的含量增加,与CK相比,含量增幅分别为25.04%～246.4%、13.29%～73.82%、4.54%～70.51%,NH⁺₄-N含量随着施氮量水平的增加而增加,但各处理水平对TN含量无影响。在0～10 cm土壤中,与CK相比,NO^-₃-N和TDN含量在N10、N20、N40处理下显著增加(P <0.05),DON只在N40处理中显著增加(P <0.05),施氮处理对0～10cm土层中的各氮素具有明显的促进作用; 在≥10～20 cm土层中,与CK相比,TN、NH⁺₄-N含量有增长趋势,NO^-₃-N含量在N10、N20、N40处理下显著增加(P <0.05),分别增加了234%、284%、663%,TDN随着施氮量的增加而增加,而DON则随着处理水平的增加而显著减小(P <0.05)。N₂O、CO₂的排放量随着施氮量的增加而增加,并且在N20、N40处理下排放量显著增加(P <0.05); 同时氮添加处理对CH₄的吸收有明显的抑制现象,使CH₄从森林土壤吸收状态转变为排放状态。在相关性分析中,0～10 cm土层及≥10～20 cm土层中NO^-₃-N和DON、N₂O、CO₂呈显著相关(P <0.05),而NH⁺₄-N、TDN与N₂O、CO₂、CH₄呈正相关,但无显著性(P >0.05); 在≥10～20 cm土壤中,DON与N₂O、CO₂、CH₄呈负相关。【结论】在无机氮添加试验中,施氮处理明显增加了土壤中有效氮的含量,尤其是在N20和N40处理水平条件下,对油松林土壤中的有效氮素含量及温室气体排放具有明显的调控作用; 同时,有效氮含量的增加对森林土壤中温室气体的排放有明显的促进作用。因此,模拟氮沉降显著促进了森林土壤氮素循环及温室气体的排放,对生态环境的影响及温室效应的变化具有明显作用。     

用于FBAR的C轴取向AlN压电薄膜的研制

用射频（RF）反应磁控溅射法,在硅基片上制备出了具有较低表面粗糙度、C轴择优取向的AlN压电薄膜.讨论了溅射功率对AlN压电薄膜结构和形貌的影响、氮气含量对AlN压电薄膜成分的影响以及低温退火对薄膜表面粗糙度的影响.XRD和SEM结果表明：随溅射功率增大,AlN压电薄膜C轴择优取向增强;当功率为350W时,AlN压电薄膜（002）面摇摆曲线半高宽为4.5°,薄膜表现出明显的柱状结构.EDS成分分析表明：随氮气含量的提高,AlN压电薄膜的元素比接近于化学计量比.低温退火工艺的引入将薄膜表面的均方根粗糙度由4.8nm降低到2.26nm.