南京大学学报(自然科学版)

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徐奇峰, 张鑫鑫, 马忠元, 吴仰晴, 林泽文, 徐　岭, 李　伟, 陈坤基, 黄信凡, 徐　骏, 冯　端

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 387.

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采用聚苯乙烯(PS)纳米小球自组装技术结合激光退火方法制备了三种不同尺寸纳米银球阵列，研究不同尺寸纳米银球阵列对非晶掺氧氮化硅(aSiNx∶O)薄膜的光致发光的影响．首先，在p型硅衬底上铺有三种不同尺寸的聚苯乙烯(PS)纳米小球，再采用磁控溅射系统蒸镀银薄膜，然后用激光对该银薄膜进行处理．最后，采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统在样品表面生长非晶掺氧氮化硅薄膜．实验结果表明，相比于未引入纳米银球阵列的aSiNx∶O薄膜，引入170 nm、220 nm和300 nm银球阵列的aSiNx∶O薄膜，其光致发光强度(PL)分别增强4.6、3.1和1.3倍．样品的原子力显微镜(AFM)图像显示，纳米银颗粒呈周期性排列且尺寸可控．荧光光谱分析表明，随着纳米银球阵列尺寸的增加，薄膜的发光峰位出现了红移．通过分光光度计UV3600对aSiNx∶O薄膜的消光谱进行了测量计算．为了进一步研究不同尺寸纳米银球阵列对非晶掺氧氮化硅(aSiNx∶O)薄膜的光致发光的影响，对其消光谱和PL谱进行了对比分析．实验证实了aSiNx∶O薄膜光致发光的增强来自于金属银局域表面等离激元(LSP)与aSiNx∶O薄膜光发射之间的耦合．

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非晶掺氧氮化硅薄膜中NSiO发光缺陷态的研究

董恒平1，2，3*，陈坤基2，3，宗　波1，井娥林1，王　昊1，窦如凤1，郭　燕1，徐　骏2，3

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 392.

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在室温下利用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)方法制备出非晶掺氧氮化硅(a　SiNx∶O)薄膜．通过改变硅烷(SiH4)和氨气(NH3)流量比R，可实现薄膜光致发光(PL)峰位在2.06～2.79 eV可见光能量范围内的波长调制．光吸收谱中光吸收峰位与PL峰位重叠，表明薄膜发光来源于光吸收边以下0.65 eV左右处的缺陷态．通过对傅里叶变换红外光谱(FTIR)的键浓度分析和X射线光电子能谱(XPS)Si 2p峰的分峰拟合，发现薄膜PL强度的增强与NSi　O键合浓度的升高紧密相关．R＝1∶4时，PL强度与NSi　O键合浓度同时达到最大．进一步证明了a　SiNx∶O薄膜中的发光缺陷态与NSi　O键合结构密切相关．此外，PL峰位随流量比R的增大而发生红移的现象可能源自于NSi　O组态转变造成的缺陷态密度最大位置处的能级偏移和光学带隙变窄引起的价带顶上移．

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激光晶化制备硅量子点/碳化硅多层膜pin结构的光伏特性探索

曹蕴清1，2* ，曾祥华1，季　阳2，翟颖颖2，李　伟2

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 399.

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对不同能量密度激光晶化的硅量子点/碳化硅周期性多层膜的结构与光学性质进行了研究．结果表明，激光晶化技术可以获得晶化的硅量子点并且保持良好的周期性层状结构；随着激光能量密度的增大，多层膜中的硅量子点的晶化率和晶粒尺寸都随之增大，光吸收系数增强，吸收边红移，光学带隙减小．进而初步尝试了对在镀有氧化铟锡(ITO)透明导电电极的玻璃衬底上制备的基于硅量子点/碳化硅周期性多层膜的全硅量子点太阳能电池光伏性能的探索，提出利用KrF准分子脉冲激光晶化技术代替传统的高温退火技术来获得全硅量子点电池的方法，以避免长时间的高温过程对玻璃衬底和ITO膜的破坏，获得了有效面积为0.8 cm2的电池．研究发现激光晶化技术制备的全硅量子点电池具有良好的整流特性，并且随着激光能量密度的增大，电池的外量子效率先增大后减小，170 mJ·cm－2是最佳的激光晶化能量密度，基于此条件制备的全硅量子点电池初步获得了0.16 mA·cm－2的短路电流密度．

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利用不同沉积温度和衬底控制压电/压磁异质结的磁电耦合系数

吴冬梅1，宁仁杰2，白　刚2，3，4*，刘治国3

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 407.

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以生长在不同电极衬底：MgO，csapphire，asapphire，Si上的钙钛矿PbTiO3(PTO)/TerfenolD压电/压磁异质结为例，利用唯象热力学理论研究了热应力对压电/压磁异质结磁电耦合效应的影响．计算结果表明，铁电薄膜内的热应力强烈依赖于薄膜沉积温度与衬底、薄膜之间热膨胀系数的差异，而热应力又显著影响磁电耦合性能．对于热膨胀系数大于薄膜材料的衬底，如MgO，铁电薄膜内的热应力为压应力，导致压电/压磁异质结的磁电电压系数增强；对于热膨胀系数小于薄膜材料衬底，如csapphire，asapphire，Si，铁电薄膜内热应力为拉应力，导致压电/压磁异质结的磁电电压系数减小．研究提出了通过改变沉积温度以及选择合适衬底来调控压电/压磁异质结磁电耦合效应的新思路，为工程上增强压电/压磁异质结磁电耦合性能提供了新的途径．

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基于硅－铌酸锂复合波导的偏振复用器设计

公姿苏1，季　伟1，尹　锐1*，胡　卉2，蔡璐彤2，张世成1，李江月1，王军宝1

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 415.

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结合铌酸锂薄膜的研究现状，提出一种硅与铌酸锂复合集成的波导结构，该波导结构能够将硅基的成熟工艺与铌酸锂材料的特性结合，利用铌酸锂的高双折射特性，该波导结构在实现偏振控制器件方面具有一系列独特的优势．基于硅与铌酸锂复合的波导结构，设计了两类无源器件：定向耦合型偏振分离器和定向耦合型偏振分离转换器．分别采用光束传输法(BPM)和时域有限差分法(FDTD)对两类器件进行了仿真与性能分析，仿真计算结果表明，偏振分离器能够实现TE模和TM模的分离，且消光比高于30 dB，在保证消光比大于10 dB的情况下，其带宽约为70 nm，工艺容差达100 nm；偏振分离转换器能够实现TM模向TE模的转换，且消光比达20 dB.两类器件均具有尺寸小、结构简单、工艺上易于实现等优点．

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含氧硅基材料的荧光特性研究

张　培1，任林娇1，葛兆云2，杨　倩1，齐汝宾1，刘　帅1，陈青华1，闫艳霞1，方　洁1，姜利英1*

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 421.

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分别采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术和金属辅助化学蚀刻的方法制备了纳米硅/二氧化硅(ncSi/SiO2)多层膜和多孔硅纳米线(Si NW)两种含氧的硅基材料．借助透射电子显微镜和扫描电子显微镜对样品的微结构进行表征，在此基础上，利用稳态和时间分辨荧光光谱仪对两种材料的荧光特性进行测量．实验结果表明ncSi的尺寸越小，多孔Si NW内的孔洞越多，样品的发光越强，但是发光峰不发生移动．在波长为355 nm，脉宽为6 ns的激光激发下，两种材料都具有微秒(μs)的荧光寿命，对应于载流子从与氧相关的局域态发生辐射复合的过程．将光致发光(PL)强度的增强以及荧光寿命的增大归因于样品内辐射复合中心的增多．同时，在波长为375 nm，脉宽为75 ps的激光激发下，两种样品在纳秒(ns)范围内均没有检测到荧光衰减信号．

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快速热退火增强非晶SiCxOy薄膜蓝绿光发射特性研究

林圳旭*，宋　捷，黄　锐，王　岩，王怀佩，郭艳青，宋　超

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 428.

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采用甚高频等离子增强化学气相沉积技术，以SiH4，CH4和O2作为反应气源，在150 ℃下制备非晶碳氧化硅薄膜，并对薄膜进行不同条件下快速热退火处理，研究快速热退火处理对其结构和发光特性的影响．实验表明，原始沉积薄膜在可见光全波段展现较强的光致发光特性，经过快速热退火处理后，其发光强度显著增强．薄膜在700 ℃经过快速热退火10 s后，相比于原始沉积薄膜，其发光强度增强6倍，肉眼可见强的蓝绿光光发射．光荧光谱(PL)分析表明，薄膜的发光峰位不随激发波长的改变而发生明显变化．通过结合拉曼(Raman)光谱及傅里叶红外吸收(FTIR)光谱对薄膜的微结构及键合结构分析，分析了不同退火温度和退火时间对其蓝绿光发射增强机制的影响．

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双基地MIMO雷达多参数联合估计及目标三维定位

陈　浩1，2，王　琼1*

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 434.

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多输入多输出(Multipleinput multipleoutput，MIMO)雷达具有波形分集、空间分集和极化分集等优势，在抗目标“闪烁”、反干扰、提高分辨力方面有很大的潜力．提出了一种双基地MIMO雷达多参数联合估计及目标三维定位方法．对接收信号的协方差矩阵作特征值分解，提取大特征值对应的特征矢量，构建选择矩阵，基于ESPRIT算法估计出目标的波达角．在求解均匀圆阵时，为将导向矢量中耦合的俯仰角和方位角分开，采用模式激励法解耦合，再分别利用UCAMUSIC和UCAESPRIT算法估计目标俯仰角和波达角．基于MIMO雷达空间结构，利用估计到目标的俯仰角、发射角和波达角，计算得到目标的三维空间坐标信息．该算法可实现角度间的自动配对，可以有效识别同一距离单元内的多个目标．仿真实验表明，提出的估计方法估计精度高，处理速度快．

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智能剥离制备GOI材料

赖淑妹, 毛丹枫, 陈松岩, 李　成, 黄　巍, 汤丁亮

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 441.

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绝缘体上锗(GermaniumonInsulator，GOI)结合了Ge材料及SOI(SilicononInsulator)结构的优点，是一种极具吸引力的Si基新型材料．GOI材料不仅具有高的电子和空穴迁移率，同时其独特的全介质隔离结构可以避免短沟道效应，降低寄生电容和结漏电流．首先研究不同表面处理方法对体Ge与SiO2/Si晶片键合强度的影响，实验结果显示采用N2等离子体活化处理结合氨水溶液(NH4OH∶H2O＝1∶10)亲水性处理，所得到的体Ge与SiO2/Si晶片的键合效果较好，其键合强度>3.8 MPa.利用智能剥离技术(SmartCut?)制备了绝缘体上锗材料．SEM测试显示GOI材料键合质量良好，界面清晰平整，并且Ge层大部分面积无空洞．实验分析得到GOI材料的压应力及XRD(004)摇摆曲线中Ge峰的不对称是由GOI表面的注氢损伤层引起的．真空500 ℃退火30 min对于注入损伤层的应力具有释放作用，但无法修复注入损伤．用溶液(NH4OH∶H2O2∶H2O＝1∶1∶10)腐蚀去除注入损伤层后，应力层被去除，并且获得Ge峰半高宽仅为70.4 arc sec的GOI材料．

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基于精确P值计算学习无环CPnets

辛冠琳，刘惊雷*

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 450.

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作为一种简单直观的图形表示工具，条件偏好网(conditional preference networks，CPnets)可表示ceteris paribus(其他条件都不变)的偏好关系．学习无环CPnets是人工智能领域中的一个重要的研究内容，它可广泛使用在推荐系统、信息检索和群体抉择中．特别是有效地学习无环CPnets的结构，即获取变量之间的因果关系，是当前最主要的研究任务．传统的算法利用不同的方式对CPnets的结构进行学习，但很多方法学习得到的并不是无环CPnets.采用精确P值计算学习方法，根据Dijkstra算法原理，设计了新的算法——PALA，并通过该算法学习无环CPnets结构．随后证明了算法的时间复杂度是O(n3·2n)．作为一种精确学习方法，精确P值计算方法可有效衡量变量之间的依赖程度，确定变量之间的因果关系，进而学习得到无环CPnets结构．实验结果表明，与其他算法相比，PALA算法通常能够发现高质量的、结构最优的无环CPnets.研究结果还表明，无环CPnets学习问题的解决显著地提高了PALA算法的效率．

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一类基于坐标变换的带参数直觉模糊距离构造方法

张振华1*，胡　勇2，严玉清3

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 462.

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1986年Atanassov提出直觉模糊集后，提出了多种直觉模糊集的距离公式，然而鲜有分析各种距离公式之间的差异．基于此，提出一种基于直觉模糊集三维坐标下的空间变换模型(隶属度、非隶属度、犹豫度)，并证明了在坐标变换下，变换前后向量空间具备相同的代数性质和代数结构．在此基础上，构建了一系列新的直觉模糊集空间模型及其上的距离．尤其重要的是，提出了两类带参数的距离公式，而且该两类距离公式的排序能力都随着参数的变化而变化，现有经典直觉模糊集距离公式都是新距离公式的特例．因此，将所有距离公式依据其排序能力分成两大类：强序距离和弱序距离．仿真实验结果表明，强序距离在聚类、分类和模式识别中的表现明显优于弱序距离，公开数据库的手写体图像识别实验也证明强序距离在模式识别中的优势．

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L1投影的解析计算方法

杨绪兵1*，顾一凡1，陈松灿2，薛　晖3

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 476.

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点到平面距离的解析表示对度量间隔、模式可分性起到决定性作用，该距离均可归结为范数最小化问题．除L2范数易于求解外，其他类型范数求解均困难．以L1范数为例，尽管L1范数问题是凸的，由于L1范数的不可导性，迄今尚无解析表示，所以目前的L1学习机并非从L1间隔导出．讨论了在L1赋范线性空间中，L1距离及在超平面上的投影解析计算问题，主要完成了：(1)导出了L1范数下的点到超平面距离以及点在平面上的投影的解析表达式；(2)证明了该投影与欧氏度量下的L2范数投影之间的关系，并给出了几何解释．最后通过模拟实验，验证解析解的正确性及计算效率．

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基于近期最远遍历的支撑点选择

李兴亮1，毛　睿2*

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 483.

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度量空间数据管理分析方法把数据抽象成度量空间中的点，具有高度的通用性，是应对大数据多样性挑战的有效手段之一．由于度量空间没有坐标，很多数学工具无法直接使用，一般以数据到参考点(也称作支撑点)的距离作为坐标．支撑点的好坏对于度量空间数据管理分析的性能发挥着关键性的影响．最远优先遍历(Farthest First Traversal，FFT)可以选出数据拐角的点，具有线性的时间复杂度和空间复杂度，是使用最广泛的支撑点选取算法之一．但是，实验表明最好的支撑点往往不是最拐角的点，故FFT很难选出最好的支撑点．提出近期最远遍历(Recent Farthest Traversal，RFT)算法，只以近期的几个支撑点来选择下一个支撑点，能够更快地选出性能更优的支撑点．同时，实验表明FFT还可以在数据内部均匀抽样．提出支撑点集合选择算法(Pivot Set Selection，PSS)，可以一次性选出所有支撑点．以RFT选择候选集，以FFT选择评价集，选出支撑点并构建相似性索引，PSS使得索引构建代价大大降低，索引性能得到一定提升．实验表明，RFT选出好的支撑点的速度远快于FFT，准确率高于FFT，而FFT的抽样效果良好．

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DBMELM深层网络模型

刘世蕾，崔晓明，聂　茹*

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 497.

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使用深层限制波尔兹曼机实现高维数据非线性降维，再结合极速学习机算法，提出了一种复合的DBMELM深层网络模型．该模型在复杂高维数据的分类问题上，能较好的将高维数据简化到低维空间，进而得到较好的分类效果，实现复杂函数的表示．最后在人脸和手写数字识别实验上得到了很好的证明．

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决策演化集的垂直膜结构

胡玉文1，2，3*，徐久成1，2，徐天贺1，2

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 506.

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决策演化集的纵向演化是在决策演化集的基础上处理决策规则在不同粒度空间上演化问题的理论．决策演化集的纵向演化并不拘泥于静态的决策规则，而是把着眼点放在决策规则的在不同粒度空间的动态变化上．在决策演化集的纵向演化中提出了隐藏属性、丢失属性、纵向演化矩阵、演化偏移角和纵向演化轨迹等概念，但在目前的决策演化集的纵向演化的理论体系中很难将决策信息系统的纵向演化轨迹以及其他的演化特性具象化出来．提出使用膜结构来重新描述决策演化集的纵向演化，建立了决策演化集的垂直膜结构理论框架，从而解决了决策信息系统的纵向演化轨迹、隐藏属性、丢失属性、演化偏移角等的具象化问题，将之前不能画出的演化轨迹及演化偏移角、隐藏属性、丢失属性等演化特性展示出来，使得对决策规则的纵向演化的研究更为直观，并通过实例演示了决策信息系统的纵向演化过程和轨迹．

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一种结合空间相似性和RPCA的高光谱图像去噪算法

俞珍秒，杨　明*

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 518.

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高光谱图像在采集过程中极易产生高斯、椒盐、条纹等噪声，从而对后续的地物空间识别工作产生影响．因此有效的噪声去除工作在高光谱图像处理中是不可缺少的一步．鲁棒主成分分析(Robust Principal Component Analysis，RPCA)是能将受稀疏噪声干扰的低秩矩阵进行有效恢复的模型．高光谱图像由于其光谱特征之间存在很高的相关性，即每个光谱特征可以用光谱端元的线性组合来表示，因此高光谱图像具有高度低秩性，从而RPCA算法能在高光谱图像去噪中取得显著的效果．结合高光谱图像空间邻域相似性和改进RPCA(Spatial Neighboring Similarity and Improve RPCA，S_IRPCA)，提出一种新的高光谱图像去噪算法．算法在去除噪声的同时，更好的保留了细节信息．实验表明，算法与主流的低秩恢复算法相比，无论在主观视觉上还是在客观评价指标上，都做到了显著提升．

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基于可靠性的正则化加权软k－均值的子空间聚类

李新玉1，徐桂云1，任世锦2*，杨茂云1，2

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 525.

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子空间聚类已经广泛应用于多个涉及高维数据聚类应用领域，受到机器学习研究者的广泛关注．子空间聚类方法是一种使用特征选择的聚类分析技术，通过选择重要特征子集实现对高维空间的低维表示，在实际应用中能够取得更好的性能，成为流行的高维数据聚类方法．与硬聚类方法相比，软聚类能够给出复杂数据更有意义的划分．扩展k－均值聚类并提出基于可靠性的正则化加权软k－均值新的子空间聚类方法(Reliabilitybased regularized weighted soft kmeans clustering algorithm，RRWSKM)，该方法能够计算每个特征对每个聚类的贡献度，从而找到与不同聚类相关的重要特征子集．另外，该方法能够通过调整模型参数准确地辨识数据模式，具有良好的聚类性能．该方法把维度加权熵和划分熵作为正则化项引入到目标函数，避免过拟合问题同时使更多的特征参与辨识聚类．为了提高算法的鲁棒性，使用可靠性测度获得特征权重初始值，提高算法的可靠性和性能．考虑到该算法是非凸优化问题，使用迭代优化方法得到优化问题的最优解．使用多个实际数据集对本文算法进行仿真验证，结果表明，与其他子空间聚类算法相比，该算法能够有效发现高维数据的低维表示，具有良好的聚类性能，适合高维数据的聚类．

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基于局部结构特征的重叠社区挖掘研究进展

张泽华1*，段力畑1，段　富1，张　楠2

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 537.

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社区挖掘是复杂网络研究的核心内容之一．基于局部结构建模的重叠社区发现方法由于可利用局部先验知识，具有适应网络动态环境，建模速度快，可多角度呈现局部结构特征等优点，当前已成为大规模网络发现研究的前沿热点．从理论发展沿革与现实应用的视角，介绍重叠社区发现研究近来的相关研究进展．通过分析重叠社区发现研究存在的关键问题，给出基于局部结构特征的重叠社区挖掘研究框架，并对几类典型的重叠社区发现方法展开分析比较．然后进一步阐述和探讨如何面对现实超大规模网络、多态异构网络、不确定性数据、动态演化结构等方面面临的巨大挑战．最后总结并展望了基于局部结构的重叠社区发现研究的未来方向和前景．

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基于主题提取的海量微博情感分析

王灿伟1，2*

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 549.

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从海量微博数据中分析公众对某一社会事件的情感倾向具有重要研究意义，而海量微博文本稀疏规模庞大，导致传统方法处理这一任务时面临诸多挑战．提出一种基于主题聚类的海量微博情感分析方法．首先基于高质量微博数据挖掘频繁项集，设定语义相关阈值，筛选重要频繁项集进行谱聚类，得到主题关键词．基于主题关键词对海量微博数据依据语义相关度归类，最后结合情感词典对每类中的微博检索主题关键词前后修饰距离内情感词及否定词，结合表情符号计算微博情感值．在百万规模中文微博上进行实验，证明该方法能准确按主题归类且能有效在该主题上进行情感分类．

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一种多流形正则化的多视图非负矩阵分解算法

宗林林，张宪超*，赵乾利，于　红，刘馨月

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 557.

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在大数据时代，多视图数据普遍存在．多视图聚类是分析多视图数据的一种常用方法．基于多流形正则化非负矩阵分解的多视图聚类是一种极具竞争力的多视图聚类算法，但该算法没有考虑非负矩阵分解的簇排列问题，并且在实验中没有考虑每个视图的差异性．基于上述问题，提出一种优化的多流形正则化的多视图非负矩阵分解算法．该算法的关键问题包括如何利用多视图信息聚类以及如何融合多流形．对多视图数据聚类时，令所有视图的数据共享一个低维的子矩阵，并且最小化所有视图的加权目标函数，从而体现每个视图对聚类的重要性并确保所有非负矩阵分解的簇排列的一致性．在融合多流形信息时，使用基于多视图谱聚类的权重计算方法，加权寻找一致的流形，从而体现每个视图中流形的重要性．实验结果表明，提出的优化策略可以提高多视图聚类的效果．

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图像分割的EMKPFC算法

唐益明1，2*，赵跟陆1，2，任福继1，2，丰刚永1，2，胡相慧1，2

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 569.

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现有基于模糊聚类的图像分割算法对噪声敏感，不能妥善地处理图像的灰度特征与邻域像素之间关系．针对该问题，在可能性聚类的基础上融入多核聚类思想，提出了图像分割的EMKPFC算法(Enhanced Multiple Kernel Possibilistic Fuzzy Cmeans algorithms)．该算法可以有效地利用模糊聚类方法以及可能性聚类算法的优点．进一步地，该算法能够规避普通核算法对于核函数选择的不确定性，增加了算法的抗变换性；对于挑选的多种核函数，凭借权重组合能够满足不同图像对于各种核函数的偏好需求，计算出最佳匹配的权重值．在没有任何先验的情况下，不仅可以进行准确的划分，而且还可以做到划分非线性团状样本．通过对于人造图像、真实图像和医学图像的实验结果表明，所提算法比其他相关基于模糊聚类的图像分割算法都具有更好的效果．

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VSOSHAM：基于Isabelle/HOL的OS内核硬件抽象模型和形式化验证方法研究

钱振江1，2*，黄　皓2，宋方敏2

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 579.

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形式化方法是保证操作系统设计和实现的正确性的可靠方法．操作系统的形式化设计和验证过程仍然是一个极其复杂的过程．由于汇编语言过于底层，对其进行形式化验证的难度较大，如何有效地对汇编语言代码进行建模，便于对其语义和功效的正确性进行验证成为操作系统形式化领域的研究热点．在汇编级提出对操作系统的设计和实现的正确性进行形式化验证的方法．通过建立操作系统内核硬件抽象模型，形式化地描述指令的操作语义，在此内核硬件抽象模型的基础上界定影响系统状态变化的数据对象，建立系统状态空间，结合指令的操作语义的定义来描述系统的状态转换函数．在Isabelle/HOL定理证明器环境中描述该内核硬件抽象模型，以实现的可信操作系统VSOS为例，在汇编级对系统设计和实现的正确性进行验证．结果表明，该方法是可行的和高效的．

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基于TOPHATPCNN的图像车辆目标检测方法研究

张栋冰*

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 590.

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对传统的车辆目标检测方法进行改进，提出了一种基于形态学高帽变换(TOPHAT)与脉冲耦合神经网络(PCNN)相结合的车辆目标检测方法．首先对交通图像进行形态学高帽变化提取图像的目标区域、然后分析了PCNN特征对车辆图像与非车辆图像的区分度，统计了熵特征和脉冲点火特征分别对原始图像和TOPHAT图像的有效性，选取了迭代平均熵作为车辆检测的有效特征，并采用滑窗的方式进行车辆检测，最后利用边缘密度信息对检测出的车辆目标进行后续验证．实验从有效性和准确性两方面进行验证，实验图片来自实际交通路口，结果表明：该方法能够有效地进行车辆目标检测，同时与其他车辆目标检测方法相比，具有检测率高、误检率低，消耗时间少等特点，能够较好的实现智能交通中车辆目标的快速检测．

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强化气液喷射搅拌反应器传质特性研究

王云鹏，田洪舟，刘承智，周　政*

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 598.

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气液界面的传质强化是设计高效节能反应器的重要目标．气泡大小是影响气液反应界面传质和最终反应速率的重要流体力学参数．就确定的体系而言，反应器的结构参数和操作参数会对气泡大小产生不同程度的影响，从而影响传质效果．利用溶氧法测定体积传质系数kLa，利用一种图像处理方法测定气液相界面积a，进而得到液相传质系数kL，对某型强化气液喷射搅拌反应器的传质特性进行了研究．探讨了反应器的结构参数和操作参数对于其传质特性的影响，从而更好地理解反应器的传质机理，为反应器的优化提供设计依据．

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高效光催化转化CO2为CH4的纳米Zn2GeO4的简易合成

万丽娟1，2，杨　明3*

南京大学学报(自然科学版). 2017, 53(3): 610.

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通过溶液相路线制备了Zn2GeO4纳米棒和Zn2GeO4纳米颗粒．通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICPAES)、紫外－可见漫反射光谱、光致发光(PL)谱和比表面积测试对所合成的样品进行了表征．纳米Zn2GeO4由于比通过固相反应合成的Zn2GeO4具有更高的比表面积，对CO2的光还原具有更高的光催化活性．Zn2GeO4纳米棒由于其具有强的CO2气体吸附能力，其光还原性能比Zn2GeO4 纳米颗粒更高．

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2017年, 第53卷, 第3期　
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2017年, 第53卷, 第3期 刊出日期：

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