時間:2022-08-19 06:27:17
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隨著機構體制改革的變化,很多農機管理服務設備并不齊全,管理人員沒有獨立的辦公場所,缺少培訓的場地和設備,有時候由于落后的各種設備和交通工具使得推廣人員并不能切實落實培訓傳達工作,對工作的實施拖拖拉拉,使得農機技術的推廣得不到時效的推廣。
2農機技術推廣的創新途徑
2.1加大宣傳力度
當今宣傳成了讓大家了解一種東西的最好方法,為了讓廣大農民重視農機技術推廣的創新,我們就要大力宣傳農機技術推廣創新的重要性以及會給農民帶來的廣大利益。我們要真確制定宣傳的內容,宣傳國家的政策方針以及惠民政策,讓廣大農民真正意識到農機技術推廣的創新給他們帶來的好處;同時我們要正確利用媒介技術的宣傳,比如電視網絡等的宣傳,也可以組織宣傳人員下到農村中親自宣傳,切實增強宣傳工作的高效性。
2.2建立新的體系制度
在新的社會形勢下,要想推廣農機技術就要建立新的體系制度,切實保障農民的利益。比如:國家可以建立相應的法律法規,從廣大農民的根本利益出發,給予相應的政策輔助和資金保障,并且落實到個人身上。同時,建立以農機化技術為主體,各種農民專業合作共同發展,農機科研、生產和培訓廣泛參與的農業體系,農機化各部門要切實履行上級的指導,為農機技術推廣的創新建立法律保障,提高可行性。
2.3增強推廣隊伍的素質
推廣人員是農民與國家的溝通橋梁,推廣人員應該把上級傳達的任務指標切實傳達給農民,不偷工減料,不從中謀取利益;同時也要真正了解農民的真正需求,然后切實把信息反饋給上級。然而要真正提高推廣人員的素質,就要加強對他們的專業培訓,比如:不斷教育推廣新技術的知識給推廣人員,可以讓他們在專門的機構學習培訓,也可以讓一些重要組織者外出專門學習新的技術經驗。這樣,就可以把他們學的新的技術經驗切實傳達給其他成員,這樣才可以全面促進人員素質的提高。
2.4加大典型事例的宣傳力度
推廣人員在推廣農機技術時,不能光靠組織者的語言宣傳,要結合典型的事例,讓農民真正懂得新技術的操作方法和效益所在。比如:建立健全的信息網絡結構,將典型成功的農技推廣事例給農民展現出來,讓他們真正感受到技術的偉大性。也可以邀請一些專家人員來給農民親自講授,將農機化技術將給農民,做給農民,教會農民,讓他們真正體會到國家的惠民政策,鼓勵他們主動積極地參與到農機技術推廣的創新工作中來。
3小結
論文摘要高山茭白栽培技術包括茭種選擇、田塊選擇、整地施肥、挖苗、定苗、栽植、疏苗、補苗、追肥、灌水、除草、病蟲害防治等方面的內容,通過高山茭白栽培技術的詳細介紹,為茭白的反季節栽培獲得成功提供參考。
1茭種選擇
應選擇生長健壯、抗逆性強、產量高、不易發青、產茭大而嫩的茭墩為種苗。
2選地
雙季茭選擇海拔700m以上,單季茭選擇海拔500m以上,且水源充足、排灌方便、有冷水流動、通風的田塊種植。
3整地施肥
茭白生長期長,生長量大,要求土壤肥沃。整地時,先加固田埂,以利保水。冬季栽植施腐熟豬、牛欄糞37.5~50t/hm2或雞糞15t/hm2、磷肥750kg/hm2、鋅肥22.5kg/hm2,生石灰1500~2250kg/hm2;春季栽植另增施45%復合肥750kg/hm2,耕耙平整,灌水深2~3cm,達到田平、泥爛、肥足,以滿足茭白生長發育的需要。
4挖苗、分苗
確定好種茭后,在挖茭苗前,先去除田間雄茭,灰茭墩,留10~20cm割去茭墩上部老葉,將老茭墩挖起,用利刀劈開,以一根帶根的老莖為1株,劈口要直,不能歪斜,不傷芽,隨挖、隨分、隨栽。
5栽植
高山茭白單季茭以10~11月栽植為主,也可在第二年的3月中旬前栽植,行距寬行1.1m、窄行60cm,株距40cm。雙季茭為了提高夏茭的孕茭率,栽種時間以10月下旬至11月下旬為好。行距寬行90cm、窄行60cm,株距50cm,栽植2.7萬株/hm2,栽植深度以不歪苗、不浮苗、秧苗的白色部分埋入土中即可。
6田間管理
6.1疏苗、補苗
在苗高15~20cm時進行疏苗,疏除密、弱茭苗,同時在茭墩中間壓一塊泥,使茭墩分蘗向四周均勻生長,以利通風透光。單季茭每墩留苗7~10根,雙季茭每墩留苗10~15根。6.2灌水
茭白在整個生長期間不能斷水,水位要隨著不同生育階段進行調節。茭白栽植后田間保持水深3~4cm越冬;春季茭白開始生長時,水位宜淺,保持3cm左右,以利地溫升高,促發棵;4月下旬前后,可視茭白分蘗情況進行一次烤田,后灌10~15cm深水控制分蘗。孕茭期可加深到20cm的水位,但不能超過茭白眼。夏茭孕茭時天氣漸熱,茭白要勤換水,或活水灌溉,有利延長夏茭孕茭。秋茭收獲后要落淺到3~4cm的水位。地上部枯死后的休眠期保持1cm的淺水,水位深會使薹管腐爛,影響次年的萌發。
6.3追肥
高山茭白追肥宜早不宜遲,以促苗早發,早孕茭。結合水層管理,促進前期有效分蘗,控制后期無效分蘗,促進孕茭。茭白生長期長,除施足基肥外,必須適時追肥。第一次可在萌芽時追施尿素150kg/hm2、氯化鉀225kg/hm2;第二次在分蘗時施45%復合肥750kg/hm2;第三次雙季茭在谷雨前、單季茭在立夏前,施45%復合肥450~750kg/hm2。夏茭采收過程中,可根據茭苗生長情況適量追肥。夏茭采收后可施45%復合肥450~750kg/hm2,以利秋茭生長。
6.4耘田除草
茭白耘田可在茭白株行間用鐵耙翻動土壤,達到中耕、松土、除草的目的,并可提高土溫,加速肥料的吸收利用。一般耘田進行2~3次,第一次在植株開始返青時進行,以后隔15d進行1次。
6.5清除雄茭、灰茭
雄茭和灰茭不能結茭,應隨時加以去除。去除的空位,可用分蘗多的正常茭墩上的苗補上。
6.6剝枯葉、拉黃葉
剝枯葉、拉黃葉是清除枯老的葉片,增加植株間的通風透光條件。一般在夏茭采收后期開始,根據植株生長情況,把枯老的葉片剝清拉光,要求是拉清不拉傷,把拉下的黃葉踩入田間作為肥料。
6.7病蟲害防治
茭白病蟲害防治要以預防為主、化學防治為輔。在搞好農業防治的同時,大力推廣物理防治,合理使用藥劑。主要病蟲害有胡麻葉斑病、銹病、飛虱、螟蟲等。胡麻葉斑病:在5月份發病初期用50%撲海因懸浮劑600倍液,或20%三環唑500倍液噴霧。銹?。喊l病初期用15%三唑酮可濕性粉劑800~1000倍液或67%敵銹鈉可濕性粉劑200倍液噴霧,隔7~10d噴1次,交替用藥,連防2~3次。孕茭期慎用。飛虱:可選用10%吡蟲啉可濕性粉劑1500倍液噴霧防治。螟蟲:用5%銳勁特膠懸劑1000倍液噴霧防治。
數據挖掘技術是近些年發展起來的一門新興學科,它涉及到數據庫和人工智能等多個領域。隨著計算機技術的普及數據庫產生大量數據,能夠從這些大量數據中抽取出有價值信息的技術稱之為數據挖掘技術。數據挖掘方法有統計學方法、關聯規則挖掘、決策樹方法、聚類方法等八種方法,關聯規則是其中最常用的研究方法。關聯規則算法是1993年由R.Atal,Inipusqi,Sqtm三人提出的Apriori算法,是指從海量數據中挖掘出有價值的能夠揭示實體和數據項間某些隱藏的聯系的有關知識,其中描述關聯規則的兩個重要概念分別是Suppor(t支持度)和Confi-dence(可信度)。只有當Support和Confidence兩者都較高的關聯規則才是有效的、需要進一步進行分析和應用的規則。
二、使用Weka進行關聯挖掘
Weka的全名是懷卡托智能分析環境(WaikatoEnviron-mentforKnowledgeAnalysis),是一款免費的、非商業化的、基于JAVA環境下開源的機器學習以及數據挖掘軟件[2]。它包含了許多數據挖掘的算法,是目前最完備的數據挖掘軟件之一。Weka軟件提供了Explorer、Experimenter、Knowledge-Flow、SimpleCLI四種模塊[2]。其中Explorer是用來探索數據環境的,Experimenter是對各種實驗計劃進行數據測試,KnowledgeFlow和Explorer類似,但該模塊通過其特殊的接口可以讓使用者通過拖動的形式去創建實驗方案,Simple-CLI為簡單的命令行界面。以下數據挖掘任務主要用Ex-plorer模塊來進行。
(一)數據預處理
數據挖掘所需要的所有數據可以由系統排序模塊生成并進行下載。這里我們下載近兩年的教師科研信息。為了使論文總分、學術著作總分、科研獲獎總分、科研立項總分、科研總得分更有利于數據挖掘計算,在這里我們將以上得分分別確定分類屬性值。
(二)數據載入
點擊Explorer進入后有四種載入數據的方式,這里采用第一種Openfile形式。由于Weka所支持的標準數據格式為ARFF,我們將處理好的xls格式另存為csv,在weka中找到這個文件并重新保存為arff文件格式來實現數據的載入。由于所載入的數據噪聲比較多,這里應根據數據挖掘任務對數據表中與本次數據任務不相關的屬性進行移除,只將學歷、職稱、論文等級、學術著作等級、科研獲獎等級、科研立項等級、科研總分等級留下。
(三)關聯挖掘與結果分析
WeakExplorer界面中提供了數據挖掘多種算法,在這里我們選擇“Associate”標簽下的Apriori算法。之后將“lowerBoundMinSupprot”(最小支持度)參數值設為0.1,將“upperBoundMinSupprot”(最大支持度)參數值設為1,在“metiricType”的參數值選項中選擇lift選項,將“minMetric”參數值設為1.1,將“numRules”(數據集數)參數值設為10,其它選項保存默認值,這樣就可以挖掘出支持度在10%到100%之間并且lift值超過1.1且排名前10名的關聯規則。其挖掘參數信息和關聯挖掘的部分結果。
三、挖掘結果與應用
以上是針對教師基本情況和科研各項總分進行的反復的數據挖掘工作,從挖掘結果中找到最佳模式進行匯總。以下列出了幾項作為參考的關聯數據挖掘結果。
1、科研立項得分與論文、科研總得分關聯度高,即科研立項為A級的論文也一定是A。這與實際也是相符的,因為科研立項得A的教師應該是主持了省級或是國家級的立項的同時也參與了其他教師的科研立項,在課題研究的過程中一定會有國家級論文或者省級論文進行發表來支撐立項,所以這類教師的論文得分也會很高。針對這樣的結果,在今后的科研工作中,科研處要鼓勵和幫助教師搞科研,為教師的科研工作提供精神上的支持和物質上的幫助,這樣在很大程度上能夠帶動整個學??蒲泄ぷ鞯倪M展。
2、副教授類的教師科研立項得分很高,而講師類教師和助教類教師的科研立項得分很低,這樣符合實際情況。因為副教授類的教師有一定的教學經驗,并且很多副教授類的教師還想晉職稱,所以大多數副教授類教師都會申請一些課題。而對于講師類和助教類的教師,由于教學經驗不足很少能進行省級以上的課題研究,因此這兩類教師的科研立項分數不高。針對這樣的結果,在今后的科研工作中,科研處可以采用一幫一、結對子的形式來幫助年輕教師,這樣可以使青年教師參與到老教師的科研課題研究工作中去,在課題研究工程中提高科研能力和教學能力。
關鍵詞胡蘿卜;青菜;馬鈴薯;甜瓜;復種
胡蘿卜與青菜、馬鈴薯及甜瓜的間套種,可以最大限度地利用光熱資源,促進生育期與有利氣候同步,實現最佳經濟效益。近年來,射陽縣耦耕鎮示范推廣的近666.7hm2多效多復種田,年均凈產值達12.795萬元/hm2(胡蘿卜4.5萬kg/hm2×0.8元/kg、越冬青菜2.4萬kg/hm2×1元/kg、春小青菜0.6萬kg/hm2×0.8元/kg、馬鈴薯2250kg/hm2×1.4元/kg、甜瓜3萬kg/hm2×2元/kg)。其復種要點如下:
1科學選地布局
選擇地勢高爽、排灌良好、肥沃疏松的砂質壤土,于胡蘿卜、馬鈴薯播栽前,結合耕翻基施優質腐熟糞肥2.25萬kg/hm2、腐熟餅肥900kg/hm2、過磷酸鈣750kg/hm2、硝酸鉀300kg/hm2;再進行深溝高畦種植,畦寬3m,胡蘿卜秋播時全田撒播,苗距13cm,留苗60萬株/hm2;馬鈴薯每畦2組合,每1.5m組合春植3行馬鈴薯,薯間行距45cm(留60cm空幅栽甜瓜,其空幅先種一季春小青菜),平均行距50cm,株距20cm,植9.9萬株/hm2;甜瓜每畦2行,行距1.5m,株距40cm,栽1.65萬株/hm2左右。
2優化選用良種
胡蘿卜選用優質高產、耐熱抗病、質脆味甜的揚州紅一號等(須用當年新種15kg/hm2);春小青菜選用優質、高產、抗病的上海小葉青等(需種5.25kg/hm2);冬青菜選用優質、高產、抗病、耐寒的矮雜2號等(需種2.25kg/hm2);春馬鈴薯選用早熟、優質、高產、抗病的克新四號等(以脫毒種薯為好);播前30d再選擇表皮光滑、色艷形正、芽眼飽滿、勻稱的無病(傷)薯切塊催芽(需種2.1kg/hm2);甜瓜選用優質、高產、抗病、耐貯運的雪美、翠蜜等一代雜交厚皮種(需種0.75kg/hm2);就近銷售者也可選用肉脆、汁多、味甜的海冬青等青皮綠肉型薄皮甜瓜。
3合理安排季節
據試驗,長江、淮河流域胡蘿卜于8月初擇晴天搶墑均勻稀播;11月中旬采收。越冬青菜于10月上旬撒播育苗;11月中旬即胡蘿卜采收時隨即挖墑畦。選壯苗進行低溝套種栽植(東西向);春節前后上市,2月底采收完畢。春馬鈴薯于2月上旬栽植,隨即于甜瓜預留空幅間撒播小青菜;4月下旬采收。甜瓜于3月20日左右選擇晴天營養缽薄膜育苗;4月下旬(5cm地溫15℃以上)待苗齡30~35d、有3~4片真葉時選擇晴天進行地膜移植;6月下旬開始采收,7月下旬采收完畢。
4注重精細管理
4.1胡蘿卜播前搓去刺毛,播時摻適量干細土,播后淺耬拍實,趁墑情好時用48%氟樂靈1875ml/hm2對水600kg/hm2均勻噴于土表(用藥后隨即淺耬),滅草保苗。齊苗后結合松土鋤草,及時疏苗、間苗2~3次;定苗后用腐熟糞肥9000kg/hm2對水澆施,隔20~25d再施1次腐熟稀糞水,配施適量磷鉀肥,催苗促長;肉質根膨大期經常澆水保濕,以滿足植株對水分的需要。
4.2青菜須適墑播種,播后淺耬拍實,保墑出苗。因青菜為速生型蔬菜,生長期間須注重肥水管理,輕澆水、勤澆水,通常每5~7d追施1次稀糞水,因苗配施適量速效氮肥。冬青菜于越冬前施用腐熟人畜糞2.25`萬kg/hm2對水澆施,結合蓋草,有條件的最好在嚴寒來臨前用遮陽網浮面覆蓋,以御寒防凍,護苗安全越冬。
4.3春馬鈴薯地膜栽培(每組合3行覆1m寬地膜),播前先開溝一次性施足肥水,后下種覆土、噴藥化除(用50%賽克津750g/hm2);有條件的在催芽前再用膨大素165g/hm2對水30kg/hm2噴拌切塊,堆悶24h后上床催芽;盛蕾初花期因苗噴施1~2次多效唑(即15%可濕性粉劑247.5g/hm2對水750kg/hm2),以抑制地上部營養生長過旺,合理調節植株體內光合產物的運轉,促地下塊莖迅速膨大。4.4甜瓜在地膜(膜寬50cm)移栽前一次性施足肥水,噴藥化除(用50%撲草凈2.25kg/hm2);定植后澆足定根水,培土保濕。生長期間應注重植株調整,待幼苗有5片左右真葉時摘心,實行雙蔓整枝,即每株選留2條健壯子蔓;待子蔓長至5~6葉時進行摘心,每子蔓選留3條健壯孫蔓結果(余者全部摘除);待孫蔓基部細果坐穩后留3片葉左右時進行第3次摘心,每一孫蔓留1果,每株留果5~6個,使其成熟期早而集中,果形大小均勻一致。伸蔓期因苗追施1次坐果肥,用腐熟糞肥9000kg/hm2,配施硝酸鉀150kg/hm2對水開塘追施;結合坐果前期葉面噴施植物活力素1000倍液,以利早熟增產。生長期間注意查治黃守瓜、紅葉螨及霜霉病、白粉病等病蟲害;遇多雨季節及時清溝排水,以起到防漬保苗,促進生長的作用。
參考文獻
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改過去一壟二犁成壟為三犁成壟,即按行距先用大耳鏵帶草把深開溝,而后用三叉齒再深松8.5cm,施肥合壟作成67cm“高胖”大壟。加厚活土層,從而達到保水、保肥、增產的目的。
2增施農家肥,配方施肥
采取基肥為主、追肥為輔,控氮、穩磷、補鉀的施肥原則。一般施優質農肥45t/hm2,甘薯專用肥(N∶P2O5∶K2O∶B為9∶6∶17∶1)750kg/hm2或氮磷鉀復合肥750kg/hm2。
3品種選擇
選擇抗逆性強、品質優良、色澤美觀、耐貯耐運、產量高、市場暢銷的品種,如豫薯10、北京紅、煙薯16;大力推廣脫毒種苗栽植。①豫薯10號:由河南省商丘市農科所選育。1998年引入瓦房店市,紅皮淺紅肉,薯形紡錘或下膨。葉、葉脈綠色,三角形,深缺刻,特短蔓,一般長50~80cm,最長120cm,終生不用翻秧。結薯特早,多而勻,產量:春薯一般75t/hm2,最高105t/hm2;夏薯52.5t/hm2,最高75t/hm2。在同一地塊1年可種2季,春薯地膜覆蓋80~90d,產量45t/hm2左右,可供市場淡季,效益很高。種植密度:春薯6.0萬株/hm2,夏薯7.5萬株/hm2。②北京紅:由北京市農林科學院選育。2000年引入瓦房店市。葉、葉脈綠色,皮紫白瓤,薯形紡錘形,結薯集中整齊,蔓長1.7m左右,一般產量52.5t/hm2左右。該品種適應性廣,抗病性強,耐貯藏,適宜在山區丘陵平原地種植。③煙薯16:由山東省煙臺市農科院選育。2001年引入瓦房店市。葉、葉脈均為綠色,葉尖心臟形,蔓綠色,短
蔓,分枝較多,蔓粗中等,薯塊下膨紡錘形,紅皮淺黃肉。該品種淀粉含量高,食味好,結薯集中,薯塊大而整齊,抗病性較強,且耐貯藏性好。
4培育壯苗
4.1育苗時間
種薯上床需≥10℃的有效積溫110℃,即苗齡30~35d。因此,種薯一般在3月末開始育苗。
4.2催芽
用50%多菌靈可濕性粉劑600倍液浸種消毒后,再用32℃高溫催芽,以利多出苗。
4.3苗床溫度管理
堅持“前高、中平、后低”的原則,即上床前3~5d,苗床澆足水,床上溫度控制在32~33℃左右,6~20d土溫控制在20~25℃,20d后溫度控制在15~20℃,并適當控制澆水。
4.4壯苗標準
節短,莖粗,苗長25cm,保證有5節,百株苗重不少于500g。
5適時早栽
5月初開始栽植,5月30日栽完,適時移栽期為5月10~20日。先栽背風向陽地塊,薄地宜密,肥地宜稀。一般株行距以85~90cm×20cm為宜,栽植4.95~6.00萬株/hm2。栽植前,種苗用50%多菌靈可濕性粉劑1000倍液蘸根部消毒以防病害。栽植時,甘薯苗一定斜臥栽,有2~3節在土中,土中每一節都能發根形成根系及分化塊根,以促進根系發達,增加地下塊根分化數量,控制食用品種特大塊根形成,提高商品性,增加產值。6加強田間管理
栽后1周及時補苗,做到苗齊苗壯。早鏟早趟做到二鏟二趟,達到松土保墑。秧苗伸蔓達33.3cm,結束趟地改翻蔓為提蔓,甘薯莖蔓不易翻動,尤其生長中后期更需注意,對平肥地生長中期可提蔓1~2次。生長中后期出現雜草要及時人工拔除?;胤劳介L,甘薯豐產長相為苗期健壯,中期生長旺盛,但莖蔓封行不易過早,以防后期早衰。對旺長的田塊可在7月20日左右,噴施多效唑150倍液,控制旺長。中、上等肥力地塊一般用多效唑化控4~5次,肥力較差的地塊化控2~3次。8月20日至9月10日可連續噴施磷酸二氫鉀300倍液。
7病蟲害防治
主要病蟲害有甘薯莖線蟲病、甘薯黑斑病、甘薯軟腐病、甘薯小象甲、小地老虎、蠐螬等,可采取綜合防治措施,以有效控制田間病蟲害發生。
8適時收獲
準備貯藏的甘薯應在10月1~5日收完,待干后進行窖貯。
關鍵詞:納米科學納米技術納米管納米線納米團簇半導體
NanoscienceandNanotechnology–theSecondRevolution
Abstract:Thefirstrevolutionofnanosciencetookplaceinthepast10years.Inthisperiod,researchersinChina,HongKongandworldwidehavedemonstratedtheabilitytofabricatelargequantitiesofnanotubes,nanowiresandnanoclustersofdifferentmaterials,usingeitherthe“build-up”or“build-down”approach.Theseeffortshaveshownthatifnanostructurescanbefabricatedinexpensively,therearemanyrewardstobereaped.Structuressmallerthan20nmexhibitnon-classicalpropertiesandtheyofferthebasisforentirelydifferentthinkinginmakingdevicesandhowdevicesfunction.Theabilitytofabricatestructureswithdimensionlessthan70nmallowthecontinuationofminiaturizationofdevicesinthesemiconductorindustry.Thesecondnanoscienceandnantechnologyrevolutionwilllikelytakeplaceinthenext10years.Inthisnewperiod,scientistsandengineerswillneedtoshowthatthepotentialandpromiseofnanostructurescanberealized.Therealizationisthefabricationofpracticaldeviceswithgoodcontrolinsize,composition,orderandpuritysothatsuchdeviceswilldeliverthepromisedfunctions.Weshalldiscusssomedifficultiesandchallengesfacedinthisnewperiod.Anumberofalternativeapproacheswillbediscussed.Weshallalsodiscusssomeoftherewardsifthesedifficultiescanbeovercome.
Keywords:Nanoscience,Nanotechnology,Nanotubes,Nanowires,Nanoclusters,“build-up”,“build-down”,Semiconductor
I.引言
納米科學和技術所涉及的是具有尺寸在1-100納米范圍的結構的制備和表征。在這個領域的研究舉世矚目。例如,美國政府2001財政年度在納米尺度科學上的投入要比2000財政年增長83%,達到5億美金。有兩個主要的理由導致人們對納米尺度結構和器件的興趣的增加。第一個理由是,納米結構(尺度小于20納米)足夠小以至于量子力學效應占主導地位,這導致非經典的行為,譬如,量子限制效應和分立化的能態、庫侖阻塞以及單電子邃穿等。這些現象除引起人們對基礎物理的興趣外,亦給我們帶來全新的器件制備和功能實現的想法和觀念,例如,單電子輸運器件和量子點激光器等。第二個理由是,在半導體工業有器件持續微型化的趨勢。根據“國際半導體技術路向(2001)“雜志,2005年前動態隨機存取存儲器(DRAM)和微處理器(MPU)的特征尺寸預期降到80納米,而MPU中器件的柵長更是預期降到45納米。然而,到2003年在MPU制造中一些不知其解的問題預期就會出現。到2005年類似的問題將預期出現在DRAM的制造過程中。半導體器件特征尺寸的深度縮小不僅要求新型光刻技術保證能使尺度刻的更小,而且要求全新的器件設計和制造方案,因為當MOS器件的尺寸縮小到一定程度時基礎物理極限就會達到。隨著傳統器件尺寸的進一步縮小,量子效應比如載流子邃穿會造成器件漏電流的增加,這是我們不想要的但卻是不可避免的。因此,解決方案將會是制造基于量子效應操作機制的新型器件,以便小物理尺寸對器件功能是有益且必要的而不是有害的。如果我們能夠制造納米尺度的器件,我們肯定會獲益良多。譬如,在電子學上,單電子輸運器件如單電子晶體管、旋轉柵門管以及電子泵給我們帶來諸多的微尺度好處,他們僅僅通過數個而非以往的成千上萬的電子來運作,這導致超低的能量消耗,在功率耗散上也顯著減弱,以及帶來快得多的開關速度。在光電子學上,量子點激光器展現出低閾值電流密度、弱閾值電流溫度依賴以及大的微分增益等優點,其中大微分增益可以產生大的調制帶寬。在傳感器件應用上,納米傳感器和納米探測器能夠測量極其微量的化學和生物分子,而且開啟了細胞內探測的可能性,這將導致生物醫學上迷你型的侵入診斷技術出現。納米尺度量子點的其他器件應用,比如,鐵磁量子點磁記憶器件、量子點自旋過濾器及自旋記憶器等,也已經被提出,可以肯定這些應用會給我們帶來許多潛在的好處??偠灾瑹o論是從基礎研究(探索基于非經典效應的新物理現象)的觀念出發,還是從應用(受因結構減少空間維度而帶來的優點以及因應半導體器件特征尺寸持續減小而需要這兩個方面的因素驅使)的角度來看,納米結構都是令人極其感興趣的。
II.納米結構的制備———首次浪潮
有兩種制備納米結構的基本方法:build-up和build-down。所謂build-up方法就是將已預制好的納米部件(納米團簇、納米線以及納米管)組裝起來;而build-down方法就是將納米結構直接地淀積在襯底上。前一種方法包含有三個基本步驟:1)納米部件的制備;2)納米部件的整理和篩選;3)納米部件組裝成器件(這可以包括不同的步驟如固定在襯底及電接觸的淀積等等)。“build-up“的優點是個體納米部件的制備成本低以及工藝簡單快捷。有多種方法如氣相合成以及膠體化學合成可以用來制備納米元件。目前,在國內、在香港以及在世界上許多的實驗室里這些方法正在被用來合成不同材料的納米線、納米管以及納米團簇。這些努力已經證明了這些方法的有效性。這些合成方法的主要缺點是材料純潔度較差、材料成份難以控制以及相當大的尺寸和形狀的分布。此外,這些納米結構的合成后工藝再加工相當困難。特別是,如何整理和篩選有著窄尺寸分布的納米元件是一個至關重要的問題,這一問題迄今仍未有解決。盡管存在如上的困難和問題,“build-up“依然是一種能合成大量納米團簇以及納米線、納米管的有效且簡單的方法??墒沁@些合成的納米結構直到目前為止仍然難以有什么實際應用,這是因為它們缺乏實用所苛求的尺寸、組份以及材料純度方面的要求。而且,因為同樣的原因用這種方法合成的納米結構的功能性質相當差。不過上述方法似乎適宜用來制造傳感器件以及生物和化學探測器,原因是垂直于襯底生長的納米結構適合此類的應用要求。
“Build-down”方法提供了杰出的材料純度控制,而且它的制造機理與現代工業裝置相匹配,換句話說,它是利用廣泛已知的各種外延技術如分子束外延(MBE)、化學氣相淀積(MOVCD)等來進行器件制造的傳統方法。“Build-down”方法的缺點是較高的成本。在“build-down”方法中有幾條不同的技術路徑來制造納米結構。最簡單的一種,也是最早使用的一種是直接在襯底上刻蝕結構來得到量子點或者量子線。另外一種是包括用離子注入來形成納米結構。這兩種技術都要求使用開有小尺寸窗口的光刻版。第三種技術是通過自組裝機制來制造量子點結構。自組裝方法是在晶格失配的材料中自然生長納米尺度的島。在Stranski-Krastanov生長模式中,當材料生長到一定厚度后,二維的逐層生長將轉換成三維的島狀生長,這時量子點就會生成。業已證明基于自組裝量子點的激光器件具有比量子阱激光器更好的性能。量子點器件的飽和材料增益要比相應的量子阱器件大50倍,微分增益也要高3個量級。閾值電流密度低于100A/cm2、室溫輸出功率在瓦特量級(典型的量子阱基激光器的輸出功率是5-50mW)的連續波量子點激光器也已經報道。無論是何種材料系統,量子點激光器件都預期具有低閾值電流密度,這預示目前還要求在大閾值電流條件下才能激射的寬帶系材料如III組氮化物基激光器還有很大的顯著改善其性能的空間。目前這類器件的性能已經接近或達到商業化器件所要求的指標,預期量子點基的此類材料激光器將很快在市場上出現。量子點基光電子器件的進一步改善主要取決于量子點幾何結構的優化。雖然在生長條件上如襯底溫度、生長元素的分氣壓等的變化能夠在一定程度上控制點的尺寸和密度,自組裝量子點還是典型底表現出在大小、密度及位置上的隨機變化,其中僅僅是密度可以粗糙地控制。自組裝量子點在尺寸上的漲落導致它們的光發射的非均勻展寬,因此減弱了使用零維體系制作器件所期望的優點。由于量子點尺寸的統計漲落和位置的隨機變化,一層含有自組裝量子點材料的光致發光譜典型地很寬。在豎直疊立的多層量子點結構中這種譜展寬效應可以被減弱。如果隔離層足夠薄,豎直疊立的多層量子點可典型地展現出豎直對準排列,這可以有效地改善量子點的均勻性。然而,當隔離層薄的時候,在一列量子點中存在載流子的耦合,這將失去因使用零維系統而帶來的優點。怎樣優化量子點的尺寸和隔離層的厚度以便既能獲得好均勻性的量子點又同時保持載流子能夠限制在量子點的個體中對于獲得器件的良好性能是至關重要的。
很清楚納米科學的首次浪潮發生在過去的十年中。在這段時期,研究者已經證明了納米結構的許多嶄新的性質。學者們更進一步征明可以用“build-down”或者“build-up”方法來進行納米結構制造。這些成果向我們展示,如果納米結構能夠大量且廉價地被制造出來,我們必將收獲更多的成果。
在未來的十年中,納米科學和技術的第二次浪潮很可能發生。在這個新的時期,科學家和工程師需要征明納米結構的潛能以及期望功能能夠得到兌現。只有獲得在尺寸、成份、位序以及材料純度上良好可控能力并成功地制造出實用器件才能實現人們對納米器件所期望的功能。因此,納米科學的下次浪潮的關鍵點是納米結構的人為可控性。
III.納米結構尺寸、成份、位序以及密度的控制——第二次浪潮
為了充分發揮量子點的優勢之處,我們必須能夠控制量子點的位置、大小、成份已及密度。其中一個可行的方法是將量子點生長在已經預刻有圖形的襯底上。由于量子點的橫向尺寸要處在10-20納米范圍(或者更小才能避免高激發態子能級效應,如對于GaN材料量子點的橫向尺寸要小于8納米)才能實現室溫工作的光電子器件,在襯底上刻蝕如此小的圖形是一項挑戰性的技術難題。對于單電子晶體管來說,如果它們能在室溫下工作,則要求量子點的直徑要小至1-5納米的范圍。這些微小尺度要求已超過了傳統光刻所能達到的精度極限。有幾項技術可望用于如此的襯底圖形制作。
—電子束光刻通??梢杂脕碇谱魈卣鞒叨刃≈?0納米的圖形。如果特殊薄膜能夠用作襯底來最小化電子散射問題,那特征尺寸小至2納米的圖形可以制作出來。在電子束光刻中的電子散射因為所謂近鄰干擾效應(proximityeffect)而嚴重影響了光刻的極限精度,這個效應造成制備空間上緊鄰的納米結構的困難。這項技術的主要缺點是相當費時。例如,刻寫一張4英寸的硅片需要時間1小時,這不適宜于大規模工業生產。電子束投影系統如SCALPEL(scatteringwithangularlimitationprojectionelectronlithography)正在發展之中以便使這項技術較適于用于規模生產。目前,耗時和近鄰干擾效應這兩個問題還沒有得到解決。
—聚焦離子束光刻是一種機制上類似于電子束光刻的技術。但不同于電子束光刻的是這種技術并不受在光刻膠中的離子散射以及從襯底來的離子背散射影響。它能刻出特征尺寸細到6納米的圖形,但它也是一種耗時的技術,而且高能離子束可能造成襯底損傷。
—掃描微探針術可以用來劃刻或者氧化襯底表面,甚至可以用來操縱單個原子和分子。最常用的方法是基于材料在探針作用下引入的高度局域化增強的氧化機制的。此項技術已經用來刻劃金屬(Ti和Cr)、半導體(Si和GaAs)以及絕緣材料(Si3N4和silohexanes),還用在LB膜和自聚集分子單膜上。此種方法具有可逆和簡單易行等優點。引入的氧化圖形依賴于實驗條件如掃描速度、樣片偏壓以及環境濕度等。空間分辨率受限于針尖尺寸和形狀(雖然氧化區域典型地小于針尖尺寸)。這項技術已用于制造有序的量子點陣列和單電子晶體管。這項技術的主要缺點是處理速度慢(典型的刻寫速度為1mm/s量級)。然而,最近在原子力顯微術上的技術進展—使用懸臂樑陣列已將掃描速度提高到4mm/s。此項技術的顯著優點是它的杰出的分辨率和能產生任意幾何形狀的圖形能力。但是,是否在刻寫速度上的改善能使它適用于除制造光刻版和原型器件之外的其他目的還有待于觀察。直到目前為止,它是一項能操控單個原子和分子的唯一技術。
—多孔膜作為淀積掩版的技術。多孔膜能用多種光刻術再加腐蝕來制備,它也可以用簡單的陽極氧化方法來制備。鋁膜在酸性腐蝕液中陽極氧化就可以在鋁膜上產生六角密堆的空洞,空洞的尺寸可以控制在5-200nm范圍。制備多孔膜的其他方法是從納米溝道玻璃膜復制。用這項技術已制造出含有細至40nm的空洞的鎢、鉬、鉑以及金膜。
—倍塞(diblock)共聚物圖形制作術是一種基于不同聚合物的混合物能夠產生可控及可重復的相分離機制的技術。目前,經過反應離子刻蝕后,在旋轉涂敷的倍塞共聚物層中產生的圖形已被成功地轉移到Si3N4膜上,圖形中空洞直徑20nm,空洞之間間距40nm。在聚苯乙烯基體中的自組織形成的聚異戊二烯(polyisoprene)或聚丁二烯(polybutadiene)球(或者柱體)可以被臭氧去掉或者通過鋨染色而保留下來。在第一種情況,空洞能夠在氮化硅上產生;在第二種情況,島狀結構能夠產生。目前利用倍塞共聚物光刻技術已制造出GaAs納米結構,結構的側向特征尺寸約為23nm,密度高達1011/cm2。
—與倍塞共聚物圖形制作術緊密相關的一項技術是納米球珠光刻術。此項技術的基本思路是將在旋轉涂敷的球珠膜中形成的圖形轉移到襯底上。各種尺寸的聚合物球珠是商業化的產品。然而,要制作出含有良好有序的小尺寸球珠薄膜也是比較困難的。用球珠單層膜已能制備出特征尺寸約為球珠直徑1/5的三角形圖形。雙層膜納米球珠掩膜版也已被制作出。能夠在金屬、半導體以及絕緣體襯底上使用納米球珠光刻術的能力已得到確認。納米球珠光刻術(納米球珠膜的旋轉涂敷結合反應離子刻蝕)已被用來在一些半導體表面上制造空洞和柱狀體納米結構。
—將圖形從母體版轉移到襯底上的其他光刻技術。幾種所謂“軟光刻“方法,比如復制鑄模法、微接觸印刷法、溶劑輔助鑄模法以及用硬模版浮雕法等已被探索開發。其中微接觸印刷法已被證明只能用來刻制特征尺寸大于100nm的圖形。復制鑄模法的可能優點是ellastometric聚合物可被用來制作成一個戳子,以便可用同一個戳子通過對戳子的機械加壓能夠制作不同側向尺寸的圖形。在溶劑輔助鑄模法和用硬模版浮雕法(或通常稱之為納米壓印術)之間的主要差異是,前者中溶劑被用于軟化聚合物,而后者中軟化聚合物依靠的是溫度變化。溶劑輔助鑄模法的可能優點是不需要加熱。納米壓印術已被證明可用來制作具有容量達400Gb/in2的納米激光光盤,在6英寸硅片上刻制亞100nm分辨的圖形,刻制10nmX40nm面積的長方形,以及在4英寸硅片上進行圖形刻制。除傳統的平面納米壓印光刻法之外,滾軸型納米壓印光刻法也已被提出。在此類技術中溫度被發現是一個關鍵因素。此外,應該選用具有較低的玻璃化轉變溫度的聚合物。為了取得高產,下列因素要解決:
1)大的戳子尺寸
2)高圖形密度戳子
3)低穿刺(lowsticking)
4)壓印溫度和壓力的優化
5)長戳子壽命。
具有低穿刺率的大尺寸戳子已經被制作出來。已有少量研究工作在試圖優化壓印溫度和壓力,但顯然需要進行更多的研究工作才能得到溫度和壓力的優化參數。高圖形密度戳子的制作依然在發展之中。還沒有足夠量的工作來研究戳子的壽命問題。曾有研究報告報道,覆蓋有超薄的特氟隆類薄膜的模板可以用來進行50次的浮刻而不需要中間清洗。報告指出最大的性能退化來自于嵌在戳子和聚合物之間的灰塵顆粒。如果戳子是從ellastometric母版制作出來的,抗穿刺層可能需要使用,而且進行大約5次壓印后需要更換。值得關心的其他可能問題包括鑲嵌的灰塵顆引起的戳子損傷或聚合物中圖形損傷,以及連續壓印之間戳子的清洗需要等。盡管進一步的優化和改良是必需的,但此項技術似乎有希望獲得高生產率。壓印過程包括對準、加熱及冷卻循環等,整個過程所需時間大約20分鐘。使用具有較低玻璃化轉換溫度的聚合物可以縮短加熱和冷卻循環所需時間,因此可以縮短整個壓印過程時間。IV.納米制造所面對的困難和挑戰
上述每一種用于在襯底上圖形刻制的技術都有其優點和缺點。目前,似乎沒有哪個單一種技術可以用來高產量地刻制納米尺度且任意形狀的圖形。我們可以將圖形刻制的全過程分成下列步驟:
1.在一塊模版上刻寫圖形
2.在過渡性或者功能性材料上復制模版上的圖形
3.轉移在過渡性或者功能性材料上復制的圖形。
很顯然第二步是最具挑戰性的一步。先前描述的各項技術,例如電子束光刻或者掃描微探針光刻技術,已經能夠刻寫非常細小的圖形。然而,這些技術都因相當費時而不適于規模生產。納米壓印術則因可作多片并行處理而可能解決規模生產問題。此項技術似乎很有希望,但是在它能被廣泛應用之前現存的嚴重的材料問題必須加以解決。納米球珠和倍塞共聚物光刻術則提供了將第一步和第二步整合的解決方案。在這些技術中,圖形由球珠的尺寸或者倍塞共聚物的成分來確定。然而,用這兩種光刻術刻寫的納米結構的形狀非常有限。當這些技術被人們看好有很大的希望用來刻寫圖形以便生長出有序的納米量子點陣列時,它們卻完全不適于用來刻制任意形狀和復雜結構的圖形。為了能夠制造出高質量的納米器件,不但必須能夠可靠地將圖形轉移到功能材料上,還必須保證在刻蝕過程中引入最小的損傷。濕法腐蝕技術典型地不產生或者產生最小的損傷,可是濕法腐蝕并不十分適于制備需要陡峭側墻的結構,這是因為在掩模版下一定程度的鉆蝕是不可避免的,而這個鉆蝕決定性地影響微小結構的刻制。另一方面,用干法刻蝕技術,譬如,反應離子刻蝕(RIE)或者電子回旋共振(ECR)刻蝕,在優化條件下可以獲得陡峭的側墻。直到今天大多數刻蝕研究都集中于刻蝕速度以及刻蝕出垂直墻的能力,而關于刻蝕引入損傷的研究嚴重不足。已有研究表明,能在表面下100nm深處探測到刻蝕引入的損傷。當器件中的個別有源區尺寸小于100nm時,如此大的損傷是不能接受的。還有就是因為所有的納米結構都有大的表面-體積比,必須盡可能地減少在納米結構表面或者靠近的任何缺陷。
隨著器件持續微型化的趨勢的發展,普通光刻技術的精度將很快達到它的由光的衍射定律以及材料物理性質所確定的基本物理極限。通過采用深紫外光和相移版,以及修正光學近鄰干擾效應等措施,特征尺寸小至80nm的圖形已能用普通光刻技術制備出。然而不大可能用普通光刻技術再進一步顯著縮小尺寸。采用X光和EUV的光刻技術仍在研發之中,可是發展這些技術遇到在光刻膠以及模版制備上的諸多困難。目前來看,雖然也有一些具挑戰性的問題需要解決,特別是需要克服電子束散射以及相關聯的近鄰干擾效應問題,但投影式電子束光刻似乎是有希望的一種技術。掃描微探針技術提供了能分辨單個原子或分子的無可匹敵的精度,可是此項技術卻有固有的慢速度,目前還不清楚通過給它加裝陣列懸臂樑能否使它達到可以接受的刻寫速度。利用轉移在自組裝薄膜中形成的圖形的技術,例如倍塞共聚物以及納米球珠刻寫技術則提供了實現成本不是那么昂貴的大面積圖形刻寫的一種可能途徑。然而,在這種方式下形成的圖形僅局限于點狀或者柱狀圖形。對于制造相對簡單的器件而言,此類技術是足夠用的,但并不能解決微電子工業所面對的問題。需要將圖形從一張模版復制到聚合物膜上的各種所謂“軟光刻“方法提供了一種并行刻寫的技術途徑。模版可以用其他慢寫技術來刻制,然后在模版上的圖形可以通過要么熱輔助要么溶液輔助的壓印法來復制。同一塊模版可以用來刻寫多塊襯底,而且不像那些依賴化學自組裝圖形形成機制的方法,它可以用來刻制任意形狀的圖形。然而,要想獲得高生產率,某些技術問題如穿刺及因灰塵導致的損傷等問題需要加以解決。對一個理想的納米刻寫技術而言,它的運行和維修成本應該低,它應具備可靠地制備尺寸小但密度高的納米結構的能力,還應有在非平面上刻制圖形的能力以及制備三維結構的功能。此外,它也應能夠做高速并行操作,而且引入的缺陷密度要低。然而時至今日,仍然沒有任何一項能制作亞100nm圖形的單項技術能同時滿足上述所有條件?,F在還難說是否上述技術中的一種或者它們的某種組合會取代傳統的光刻技術。究竟是現有刻寫技術的組合還是一種全新的技術會成為最終的納米刻寫技術還有待于觀察。
另一項挑戰是,為了更新我們關于納米結構的認識和知識,有必要改善現有的表征技術或者發展一種新技術能夠用來表征單個納米尺度物體。由于自組裝量子點在尺寸上的自然漲落,可信地表征單個納米結構的能力對于研究這些結構的物理性質是絕對至關重要的。目前表征單個納米結構的能力非常有限。譬如,沒有一種結構表征工具能夠用來確定一個納米結構的表面結構到0.1À的精度或者更佳。透射電子顯微術(TEM)能夠用來研究一個晶體結構的內部情況,但是它不能提供有關表面以及靠近表面的原子排列情況的信息。掃描隧道顯微術(STM)和原子力顯微術(AFM)能夠給出表面某區域的形貌,但它們并不能提供定量結構信息好到能仔細理解表面性質所要求的精度。當近場光學方法能夠給出局部區域光譜信息時,它們能給出的關于局部雜質濃度的信息則很有限。除非目前用來表征表面和體材料的技術能夠擴展到能夠用來研究單個納米體的表面和內部情況,否則能夠得到的有關納米結構的所有重要結構和組份的定量信息非常有限。
V.展望
選用熟期早、單株結薯多、薯塊大小均勻、薯形美觀、表皮光滑、食味好的品種,如紅紅1號、心香、浙薯13號等。①浙薯13:薯塊外型美觀,商品性好,口感粉,食味甜,鮮薯可溶性糖8.00%,薯塊烘干率35.80%,出粉率21.96%,可作為食用、淀粉加工和烤薯加工用品種。②心香:薯塊干物率34.50%,淀粉率20.00%,可溶性總糖6.22%,粗纖維含量6.22%,鮮薯蒸煮食味佳。③紅紅1號:薯塊外型美觀,商品性好,食味香甜可口,鮮薯可溶性糖10.0%,薯塊烘干率33.50%,出粉率18.90%,可作為食用、淀粉加工和烤薯加工用品種。
2地塊選擇與整地
宜選擇土質疏松肥沃的壤土,或土層厚、土壤疏松、通氣性好的沙、壤土進行深耕曬白。采用高畦栽培,擴大根系活動范圍,增大晝夜溫差,為番薯生長創造良好的土壤環境。一般要求畦寬(連溝)70~110cm,畦高35cm。
3育苗管理
3.1種薯選擇
選擇無病種薯,種薯種前用2000倍80%402溶液浸種5min。
3.2苗床準備
選擇避風向陽、肥力較好、管理方便的地塊作苗床,畦寬150cm,畦高16~25cm,用腐熟欄肥作基肥,平整床面,四周開好排水溝。
3.3育苗
一般在3月中下旬開始育苗,也可適時早育。排種時,要求薯塊斜放,頂部向上,尾部向下,相鄰薯塊間隔3~5cm,排好后澆稀糞水再覆土3cm,然后搭棚蓋膜。
出苗前,保持床土濕潤,床溫28~30℃;出苗后,控制床溫在25℃左右。如膜內溫度超過35℃,要通風散熱。種薯萌發后澆施人糞尿;苗高10~13cm時,再用人糞尿或復合肥加水澆施;苗長15cm以上、有5~7張大葉時,可以剪苗扦插,每剪1次苗,澆水施肥1次。
4大田栽培及管理
4.1整地
要求在晴天深耕整地。采用寬壟雙行或窄壟單行栽培,寬壟距110~120cm,窄壟距75~80cm,壟高25~35cm。作壟時,用腐熟有機肥15t/hm2條施于壟心,然后做直、做平壟面,便于扦插。
4.2扦插
永嘉縣山區以5月中旬至6月上旬扦插為佳,地膜覆蓋的可適當提前。采用淺平插或斜插法,最好采用斜插法,扦插時種苗與地面成35~45°,斜插入土3~4節,有利于早生快發,結大薯。6月上旬扦插,寬壟雙行株距25~30cm,窄壟單行株距20~25cm,扦插4.5萬株/hm2左右。根據永嘉縣山區易旱的氣候特點和種植習慣,結合本品種個體長勢旺的特點,5月中旬扦插,單行株距扦插適宜密度3.45~4.20萬株/hm2,即株距28~33cm。扦插成活后立即查苗補苗。
4.3施肥與除草
施肥要少施氮肥,宜增施磷鉀肥和腐熟有機肥。一般用有機肥22.5t/hm2+45%~48%復合肥150~225kg/hm2穴施作基肥,第1次在薯苗延藤時進行,以后每隔10~15d進行1次,共2~3次。扦插15~20d后,施硫酸鉀型復合肥450~600kg/hm2。在生長中后期,選晴天露水干后提蔓,次數和間隔時間以防止不定根發生為準。宜在插后40~50d,結合提藤和中耕,施磷鉀肥為主的復合肥300kg/hm2,為塊根膨大期提供足夠的養分。
5病蟲害防治
病害主要有病毒病、黑斑病、紫紋羽病。防治方法:選擇無病種薯,育苗排種前用80%的402藥劑2000倍液浸5min,扦插苗可用25%多菌靈1500倍液或50%托布津2000倍液浸10min。蟲害主要有斜紋夜蛾、番薯葉甲。斜紋夜蛾可在6月下旬用10%除盡1000倍液、5%抑太保800~1000倍液或48%樂斯本1000倍液噴霧。番薯葉甲可在薯苗扦插30d后,用20%三唑磷乳油600倍液或2.5%敵殺死4000倍液噴霧。
6收獲與貯存
早中熟品種8月底9月初開始收獲,遲熟品種10月中旬開始收獲,最遲收獲期在降霜之前。禁止雨天收獲。收獲時要輕挖、輕裝、輕運、輕卸,防止薯皮和薯塊碰傷。貯存要求溫度在10~15℃,空氣相對濕度在85%~90%。貯存場所應清潔衛生,做好防鼠、防毒工作。同時要有保溫措施,防止凍傷和擠壓,并注意通風散熱。
由于WCDMA和CDMA2000這兩種技術都是將CDMA技術用于蜂窩系統,許多的思想都是源于CDMA系統,因此WCDMA和CDMA2000有許多相試之處:從雙工方式上看,WCDMA和CDMA2000屬于FDD模式。WCDMA和CDMA2000都滿足IMT-2000提出的技術要求,支持高速多媒體業務、分組數據和IP接入等。但它們在技術實現、規范標準化、網絡演進等方面都存在較大差異。
WCDMA和CDMA2000各有優勢和缺點。WCDMA技術較成熟,能同廣泛使用的GSM系統兼容;相比第二代通信系統能提供更加靈活的服務;而且WCDMA能靈活處理不同速率的業務。其缺點是只能共用現有GSM系統的核心網部分,無線側設備可以共用的很少。
CDMA2000的優勢是可以和窄帶CDMA的基站設備很好地兼容,能夠從窄帶CDMA系統平滑升級,只需增加新的信道單元,升級成本較低,核心網和大部分的無線設備都可用。容量也比IS-95A增加了兩倍,手機待機時間也增加了兩倍。缺點是CDMA2000系統無法和GSM系統兼容。
1.WCDMA與CDMA2000的物理層技術比較
WCDMA和CDMA2000物理層技術細節上有相似也有差異,由于考慮出發點不同,造成了不同的技術特點。WCDMA技術規范充分考慮了與第二代GSM移動通信系統的互操作性和對GSM核心網的兼容性;CDMA2000的開發策略是對以IS-95標準為藍本的窄帶CDMA的平滑升級。
(1)這兩個標準的物理層技術相似點可以歸納為以下幾點:
①內環均采用快速功率控制。CDMA系統是干擾受限系統,因此為了提高系統容量,應盡可能的降低系統的干擾。功率控制技術可以減少一系列的干擾,這意味著同一小區內可容納更多的用戶數,即小區的容量增加。因此CDMA系統中引入功率控制技術是非常必要的。
②系統都支持開環發射分集,信道編碼采用卷積碼和Turbo碼。
③系統均采用軟切換技術。所謂軟切換是指移動臺需要切換時,先與新的基站連通再與原基站切斷聯系,而不是先切斷與原基站的聯系再與新的基站連通。軟切換只能在同一頻率的信道間進行,因此模擬系統、TDMA系統不具有這種功能。軟切換可以有效地提高切換的可靠性,大大減少切換造成的掉話。
④WCDMA工作頻段:1900~2025MHz頻段分配給FDD上行鏈路使用,2110~2170MHz頻段分配給FDD下行鏈路使用,2110~2170MHz頻段分配給TDD雙工方式使用。其中WCDMA和CDMA2000利用1900~2025MHz頻段(上行),2110~2170MHz(下行)。
(2)兩個標準的物理層技術差異可以歸納為以下幾點:
①擴頻碼片速率和射頻帶寬。WCDMA根據ITU關于5MHz信道基本帶寬的劃分規則,將基本碼片速率定為3.84Mcps。WCDMA使用帶寬和碼片速率是CDMA2000-1X的3倍以上,能提供更大的多路徑分集、更高的中繼增益和更小的信號開銷。CDMA2000分兩個方案,即CDMA2000-1X和CDMA2000-3X兩個階段。CDMA2000系統可支持話音、分組數據等業務,并且可實現QoS的協商。室內最高數據速率達2Mbit/s,步行環境384kb/s,車載環境144kb/s。CDMA2000在前向和反向CDMA信道在單載波上采用碼片速率1.2288Mcps的直接序列擴頻,射頻帶寬為1.25MHz。
②支持不同的核心網標準。WCDMA要求實現與GSM網絡的兼容,所以它把GSMMAP協議作為上層核心網絡議;CDMA2000要求兼容窄帶CDMA,因此它把ANSI-41作為自己的核心網絡協議。
③WCDMA進行功率控制的速度是CDMA2000的2倍,能保證更好的信號質量,并支持多用戶。
④為了使支持基于GSM的GPRS業務而部署的所有業務也支持WCDMA業務,為了完善新的數據話音網絡,CDMA2000-1x需要添加額外的網元或進行功能升級。
2.WCDMA與CDMA2000網絡接口的比較
3G標準的基本目標是能在車載、步行和靜止各種不同環境下為多個用戶分別提供最高為144kbit/s、384kbit/s和2048kbit/s的無線接入數據速率。為多個用戶提供可變的無線接入數率是3G標準的核心要求。CDMA2000可分別用于900MHZ和2GHZ兩個頻段CDMA2000的碼片速率與IS-95相同,兩系統可以兼容。WCDMA的碼片速率為3.84Mcps,顯然WCDMA系統中低速率用戶或語音用戶的移動臺成本會大幅上升,在CDMA2000系統中則不會如此。
WCDMA的接口標準規范、制定嚴謹、組織嚴密,而CDMA2000的接口標準嚴謹性有待加強。IS-95廠家設備難以互通,給運營商設備選型帶來了較大問題;3G許諾的高速無線數據服務必須可以和話音一樣實現無縫的漫游,這是至關重要的。多媒體信息要漫游、視頻通話也要漫游,沒有這些基本要素,3G就不能稱其為3G。漫游涉及到的不僅僅是技術問題,更重要的是商業利益。在這方面WCDMA顯然更勝一籌,它支持全球漫游,全球移動用戶均有唯一標識,而CDMA2000尚不能很好做到這一點。
3.WCDMA和CDMA2000網絡演進的比較
(1)WCDMA的網絡演進技術
現有的GSM系統利用單一時隙可提供9.6kbit/s的數據服務。如果復用多個時隙就能升級為HSCSD(高速電路交換數據)方式;此后出現了GPRS(通用分組無線業務),首次在核心網中引入了分組交換的方式,可提供144kbit/s的數據速率。接著繼續升級采用8PSK調制,這樣傳輸速率可以上升至384kbit/s這就是EDGE;WCDMA的數據傳輸速率將高達2M/s。
(2)CDMA2000網絡演進技術
主要的CDMA2000運營商將來自現在的窄帶CDMA運營商。窄帶CDMA向CDMA2000過渡的方式為IS-95AIS95BIS-95CIMT2000。IS-95A的數據傳輸速率為14.4kbit/s,為了提供更高的速率,1999年部分廠商開始采用IS-95B標準,理論上支持115.2kbit/s的速率。IS-95C進一步使容量加倍,最后升級為CDMA2000。
窄帶CDMA系統向CDMA2000系統的演進分為空中接口、網絡接口及核心網絡演進等方面。
①目前窄帶CDMA系統的空中接口是基于IS295A,其支持的數據速率為14.4kbit/s,由IS295A升級到IS295B,可支持64kbit/s。
②窄帶CDMA網絡接口的演進主要指窄帶CDMA系統A接口的升級和演進。對于窄帶CDMA系統,以前其A接口不是規范接口(即不是開放接口),窄帶CDMA和GSM的A接口的規范相比較,GSM是先有A接口標準,然后廠家依據標準開發;窄帶CDMA是廠家各自開發,然后廣泛宣傳,最后憑借自身影響修改標準。
③窄帶CDMA的核心網在美國經過多年發展后,從IS241A到IS241B到IS241C,我國CDMA試驗網和紅皮書以IS241C為基礎,IS241D規范在1999年底,目前IS241E規范還未正式。
二、WCDMA和CDMA2000在我國的前景
對3G標準的選擇不僅要看其技術原理及成熟程度,還要結合本國國情、市場運作狀況等因素進行考慮。按目前的進展來看,兩種標準最后不能融合成一種,但可以共存。
在我國,GSMMAP網絡已形成巨大的規模,歐洲標準的WCDMA在網絡上充分考慮到與第二代的GSM的兼容性,在技術上也考慮了與GSM的雙模切換兼容,向WCDMA體制的第三代系統演進,從一開始就解決了全網覆蓋的問題。而且CDMA2000采用GPS系統,對GPS依賴較大;在小區站點同步方面,CDMA2000基站通過GPS實現同步,將造成室內和城市小區部署的困難,而WCDMA設計可以使用異步基站,運營者獨立性強;對于電信設備制造行業,我國在GSM蜂窩移動通信方面發展成熟,而窄帶CDMA系統尚未形成規模和產業。
WCDMA采用全新的CDMA多址技術,并且使用新的頻段及話音編碼技術等。因此GSM網絡雖然可采用一些臨時的替代方案提供中等速率的數據服務,卻不能提供一種相對平滑的路徑以過渡到WCDMA。而CDMA2000的設計是以IS-95系統的豐富經驗為依據的,因此窄帶CDMA向CDMA2000的演進無論從無線還是網絡部分都更為平滑。在基站方面只需更新信道板,并將系統軟件升級,即可將IS-95基站升級為CDMA2000基站。
由此可見,WCDMA和CDMA2000還將長時間在我國共存,鹿死誰手?尚未分曉。
參考文獻:
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在利用激光進行的三維測量中應用最廣泛的測量方法主要有三種:干涉法、飛行時間法和三角法。1.1干涉法干涉法測量是利用激光的干涉原理來完成對物體測量的一種方法,其原理是將一束相干光通過分光系統分成測量光和參考光,通過測量光波與參考光波相干疊加產生的干涉條紋變化量來獲得物體表面的深度信息。干涉法的測量精度高,在100m范圍內可以獲得0.1mm的分辨率。1.2飛行時間法飛行時間法是通過測量脈沖光束的飛行時間來測量距離的一種測量方法,其原理是通過測量發射和接收激光脈沖信號的時間差來間接獲得被測目標的距離。飛行時間法以時間分辨率來換取距離測量精度,精度相對較低,一般在1mm左右,精度高的測量頭可達亞毫米級,常用于大尺度遠距離測量。1.3三角法三角法是光學測量中最常見的一種測量方法。它是將待測點的深度坐標,通過不同的檢測元件,利用幾何三角關系轉換為相對于光學基準的偏移量進而計算出該點深度值。根據具體照明方式的不同,光學三角法可分為兩大類:被動三角法和主動三角法。激光三角法測量是基于激光的主動三角法,是近年來研究較多、發展比較成熟的一種測距方法。其測量原理是:由光源發出的光照射到被測物體表面上,反射后在檢測器(如:CCD)上成像,物體表面的位置改變,檢測器上成的像也隨之改變,由幾何三角關系即可通過對像移的檢測和計算出實際高度。激光三角法測量的精度取決于感光設備的敏感程度、與被測表面的距離、被測物表面的光學特性等,適合于近距測量,精度一般在絲米級。
2測量方法的選擇
船板的形狀尺寸測量是一個典型的外表面三維曲面測量。由于船板是一個連續而光滑的曲面,因此,可以將整個曲面離散成m×n個點,通過測量得到這些點的坐標值后,即可通過軟件擬合出整個曲面。由于傳統的接觸式測量,存在探頭易磨損,需要人工干預,價格昂貴,對使用環境有一定要求,測量速度慢,效率低等問題,因此,雖然其有較高的測量精度,但確并不適合應用在船板多點成形在線測量中。對比三種常用的激光測量方法,測量精度均能滿足船板的測量要求。本著實用而不浪費的原則,由于干涉法測量所需的測量設備成本較另外兩種方法高出很多,并且使用時需反射鏡,現場在線使用不方便,速度慢效率低,因此,采用飛行時間法或三角法的激光測量傳感器比較適合船板三維測量,其設備價格較低,對測量表面的要求不高,并且可直接測量,使用靈活方便。
3掃描裝置
掃描裝置是激光測量頭的安裝平臺,其作用是帶動激光測量頭沿X軸和Y軸運動,完成對整個測量表面的掃描,并在測量的同時給出測量點的X方向和Y方向的坐標值。為了提高測量效率,最終確定掃描裝置采用多點方式,這樣可以大大提高船板多點成形的生產效率。由于多點測量方式使用的激光測量頭數量較多,因此,在滿足測量精度要求的前提下,選擇了價格相對較低的飛行時間法激光測量頭。掃描系統由電動滑臺、聯軸器、接軸、減速機、伺服電機、測量架、測頭等部分組成(見圖1)。電動滑臺和減速機通過架子固定在上模座上,伺服電機與減速機相連,并通過接軸與電動滑臺連接,測量架固定在電動滑臺上。測量時,在伺服電機驅動下,電動滑臺帶動測量架沿X方向移動,每走一個步長測頭測量當前X坐標下各點的Z坐標值,直到測量完整個板材表面點陣(見圖2)。
4結束語