为探究气候变化背景下，小麦-大豆轮作体系中小麦季施用硝化抑制剂对大豆土壤无机氮、N2O排放及相关酶活性的后效作用，在控制气室内设置了不同的大气CO2浓度(400和600 μmol/mol)和气温(环境温度T和T+2℃)，在此基础上测定了小麦季添加硝化抑制剂时大豆土壤的硝态氮和铵态氮的含量、土壤硝化-反硝化相关酶活性以及N2O排放量。结果表明，小麦季添加硝化抑制剂配合麦秸还田，使大豆土壤的硝态氮和铵态氮均有所增加，但是对土壤硝化-反硝化酶的活性影响较小。升温(ET)使大豆土壤硝态氮含量显著增加，而铵态氮含量显著降低; 大气CO2浓度增加(EC)或同时升高气温和CO2浓度(ECT)，土壤硝态氮和铵态氮的含量均有所增加，但与环境高温和CO2浓度(CK)下的无机氮含量差异不显著。不同环境条件下的土壤硝化-反硝化酶的活性没有明显规律。在ET和ECT条件下，大豆生长季N2O排放总量均显著高于CK处理，且添加硝化抑制剂使N2O排放量降低。EC与CK条件下的N2O排放量差异较小，但在CK条件下，硝化抑制剂处理的N2O排放量显著高于普通尿素处理。综上所述，在气温和CO2浓度升高背景下，硝化抑制剂的合理施用有利于大豆土壤有效氮的增加，但是温度升高(ET和ECT)使N2O排放量增加，在此条件下添加硝化抑制剂可以减少N2O的排放，单独升高CO2浓度(EC)时，N2O排放的变化不明显。本研究可为未来气候变化背景下的小麦-大豆轮作施肥管理及农田N2O减排提供理论支持。

通过第一性原理计算,研究在CO或SO2存在下,廉价金属Fe掺杂六方氮化硼(Fe-BN)对N2O还原反应的催化性能。从吸附构型与电子性质分析,发现N2O在Fe-BN的表面自发解离,这是衬底和N2O之间大量电荷转移所致,对N2O的吸附能也远大于CO或SO2,将有利于反应的进行。计算CO、SO2和N2O与O*的反应能垒分别为0.52 eV、1.06 eV和2.61 eV,N2O的反应能垒最高,表明此反应不会发生。Fe-BN对反应产物CO2的吸附较弱,通过反应过程释放的能量便可完成解吸,而反应产物SO3则不能,可见CO作为还原剂更有利。由此得出,Fe-BN是还原N2O的高活性催化剂。本研究为低成本、高活性的基于廉价金属掺杂六方氮化硼催化剂的开发开辟了新的途径。

理论研究了单色飞秒激光脉冲场作用下激光脉冲宽度、激光强度和转动 温度对N2O分子取向的影响,讨论了三种情况下激光场中自由参数 对N2O分子取向的影响: 转动温度和光强不变时,只改变脉冲宽度; 转动温度不变,在相同脉冲宽度时只改变光强；脉冲宽度和激光强度都不 变,只改变转动温度。结果表明通过精细调节脉冲宽度、激光强度和转动 温度可以操纵分子取向的增强或减弱。

N2O是一种非常重要的温室气体和臭氧损耗物。 由于观测资料有限, 对于N2O在这两方面所发挥的作用定量描述还存在很多的不确定性。 利用热红外卫星数据AIRS可以反演监测甲烷和二氧化碳气体, 但对氧化亚氮的反演还很少见到。 因此该工作首次在国内针对高光谱红外卫星资料AIRS, 开展利用最优估计法反演大气N2O廓线的模拟研究。 讨论了先验廓线的获取方法及反演通道的选取方法, 并将反演结果和HIPPO飞机观测数据进行比较, 发现AIRS观测数据可以很好的捕获N2O的垂直分布, 在300～900 hPa, 与HIPPO数据趋势一致, 且反演精度较高, 相对误差仅为0.1%, 与所选取反演通道的jacobian峰值区间一致。 反演结果相比于特征向量统计法也有显著提高。

以外腔式可调谐、 窄线宽近红外半导体激光为光源, 以一对曲率半径r=1 000 mm的宽带高反射率平凹镜(反射率R=99.97%)构成的腔长为650 mm的对称高精度光学稳定腔, 建立了腔增强吸收光谱系统。详细研究了纯净N2O气体、 以及N2O和N2的混合气体在不同浓度和不同气压下、 中心波长位于6 561.39 cm-1的腔增强吸收光谱、 光谱强度和谱线宽度, 该腔增强吸收光谱系统的有效吸收光程可达1 460 km。获得了光谱线宽与气体压强的关系曲线, 导出了波数6 561.39 cm-1处N2对N2O的压力展宽系数为(0.114±0.004)cm-1·atm-1。采用该腔增强吸收光谱系统, 开展了N2O气体检测研究, 建立可用于定量检测的N2O气体腔增强吸收光谱强度与气体浓度关系曲线, 获得了2.34×10-7cm-1的检测灵敏度, 多次重复测量的相对标准偏差(RSD)为1.73%, 在微量N2O气体检测中具有很好的应用前景。

基于离轴腔增强光谱检测技术，以可调谐近红外半导体激光器作激光光源，以反射率为99.97%平凹镜组成的光学谐振腔作吸收池，建立了高灵敏度离轴腔增强光谱污染气体检测系统，获得了N2O气体在6 561.39 cm-1的吸收光谱.通过对不同浓度N2O样品气体吸收光谱测量，建立了气体浓度与光谱线强度的关系，讨论了气体压强与光谱线宽、检测灵敏度等问题.研究结果表明，离轴腔增强光谱检测技术的检测极限达到了86 ppm, 是一种设备成本低、操作方便、灵敏度较高、稳定性良好的吸收光谱技术，可以很好地实现微量气体的快速检测.

建立了基于光谱吸收技术的检测系统, 用于快速、准确地测量N2O气体浓度。首先, 从理论上证明了二次谐波、一次谐波与N2O气体浓度之间的关系; 然后, 设计了痕量N2O气体浓度检测系统, 利用光源调制、锁相放大等技术, 实现了强杂波背景下气体浓度弱信号的解析; 最后, 实验测试了系统的检测性能、抗干扰能力及检测结果的可重复性。测试结果表明, 系统能够在0~1%有效检测N2O气体浓度, 检测下限为5.0×10-5, 相对检测误差为0.11%, 检测结果线性方程为Y=192.699 09X-0.006 24, 线性度为0.998 07。多次检测实验表明,系统相对标准偏差为0.137%, CO2、O2、水蒸气等常见气体对检测结果无影响。改变激光器的中心波长, 该方法亦可用于CO2, CH4等其它温室气体的检测。

采用N2O plasma处理SiNx薄膜作为绝缘层，以室温下沉积的铟镓锌氧化物(IGZO)作为有源层制备了IGZO薄膜晶体管。与常规的IGZO-TFT相比，N2O plasma处理过的IGZO-TFT的迁移率由原来的4.5 cm2·V-1·s-1增加至8.1 cm2·V-1·s-1，阈值电压由原来的11.5 V减小至3.2 V，亚阈值摆由原来的1.25 V/decade减小至0.9 V/decade。采用C-V方法计算了两种器件的陷阱态，结果发现N2O plasma处理过的IGZO-TFT的陷阱态明显小于普通的IGZO-TFT的陷阱态，表明N2O plasma处理SiNx绝缘层是一种改善IGZO-TFT器件性能的有效方法。

量子级联(QC)激光器是唯一能在室温产生中红外辐射的半导体激光器。它的宽调谐范围、高输出功率和单模工作的特性,使得它非常适用于高分辨率光谱分析。结合中红外光谱区是气体分子的基频强吸收特性,基于室温脉冲工作的量子级联激光器的吸收光谱检测技术以其灵敏度高、选择性强及响应快速等特点,成为痕量气体探测的有效方法。介绍了基于分布式量子级联激光器的脉间光谱技术,通过分析比较不同工作参数下的激光光谱信号,寻求最佳的激光器工作参数,并且在选定的工作参数下对目标气体的吸收谱线进行测量,得到了中心在2178.2cm-1附近的N2O的吸收谱线。