为从分子水平上阐释产甘油假丝酵母(Candida glycerinogenes)高产甘油机理,建立一种方便可行的遗传转化系统是十分必要的.与G418和潮霉素等抗生素相比,Zeocin抗生素对C.glycerinogenes具有较低的致死浓度.以pGAPZb作为构建整合载体的骨架,以Zeocin抗性基因作为选择标记,以URA3基因作为整合位点,构建了C.glycerinogenes整合载体pGA-CU.整合载体经过限制酶线性化后用作转化载体,基于电击转化的方法成功获得了抗Zeocin的转化子并经过PCR分析进一步确证.通过优化电击转化的参数,获得了较为稳定的转化效率,基于这一技术的转化效率每微克DNA可获得120个转化子.为进一步研究该菌株的遗传背景和代谢机理奠定了基础.

原子全息光刻即采用二元计算全息片掩模来操纵原子,实现微细结构的制作.传统二元计算全息产生的全息片在重现时会产生不止一个实像,这对于原子全息光刻的操作是不利的.提出了一种非相位编码的方法,该方法利用基元函数叠加方式产生实的编码前全息图,再利用类似罗曼Ⅲ型的编码方式产生二元计算全息图.模拟结果表明,利用该方法产生的掩模板可以产生单一的同原始图案相对应的微细结构.

原子光刻是原子光学在微细加工技术领域的新应用.在对各种材料和真空泵性能综合考虑的基础上,设计并建立了一台用于原子光刻的超高真空蒸发设备.主要设计参数为:极限真空度和工作真空度分别为2.0×10-6 Pa 和1.0×10-5 Pa,原子源温度在300～1850℃范围内连续可调.初步运行结果表明极限真空度优于设计参数,温度连续可调.

用激光驻波构成的原子透镜对原子束实现nm量级的聚焦,由于原子束的速度扩散、束扩散和原子的波动特性等因素的影响,原子透镜存在像差.建立了两种描述原子透镜的理论模型,用半经典模型分析原子透镜的球差、色差及由原子束的发散角引起的像差,用量子模型分析原子透镜的衍射像差.模拟结果表明原子束的发散角是产生像差的主要因素,衍射像差大于球差和色差.提出了优化实验参数、增加束掩模和利用刻蚀技术三种改善原子光刻实验的方法.

在分析原子束计算全息片特点的基础上,提出采用罗曼Ⅲ型傅里叶变换计算全息图设计原子束计算全息片,给出设计步骤 ,然后提出采用电子束光刻编码矩孔图形,ICP各向异性刻蚀SiN薄膜的全息片制作方案,对全息片的制作工艺流程详细予以介绍,最后给出制作完成的SiN薄膜计算全息片.

纳米结构制作是纳米技术的重要组成部分,原子光刻技术是纳米图形制作的一项新方法.对直流高压放电产生的亚稳态氩原子束进行准直减小其发散角,亚稳态原子在与之传播方向垂直的激光驻波场中发生淬火并沉积在基底上,破坏吸附在基底表面的SAM膜(self_assembled monolayers),结合刻蚀技术可制作出纳米量级的图形.给出该技术制作纳米图形的基本原理、方案、相关理论及模拟结果.

介绍两种用亚稳态氦原子束制作纳米结构的新方法.亚稳态原子束从原子源喷出后首先对其进行横向激光冷却,准直后的原子束穿过与之垂直的激光驻波场时发生淬火过程,原子的密度分布出现沟道化效应,给出基于光掩模制作纳米图形的基本原理、理论分析及模拟结果.介绍基于物理掩模制作纳米图形的原理和SAM抗蚀剂,利用沉积在基底上的亚稳态原子破坏基底上的SAM膜,结合刻蚀技术可制作出纳米量级的图形.

将计算全息技术、原子光学及微细加工技术相结合,得出一种氖原子束计算全息编码成像技术,它弥补了利用激光梯度场控制原子堆积只能制作单一量子点、线等周期性图形的不足.对该技术进行了模拟研究,结果表明,可以制作所需的任意超微细结构图形,特征线宽可达纳米量级.

建立了描述原子束在光定波场中聚焦行为的理论模型并通过数值计算给出原子在光驻波场中的运动轨迹,针对不同情况模拟了原子在基底上沉积的堆积图形.