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黑洞物理是现代理论高能物理学当中一个引人注目的研究课题。历史上，人们既发现黑洞具有一系列奇特的性质，又揭示了一些在当时的理论框架内无法解决的疑难。近年来，随着超弦理论的发展，黑洞的一些疑难在弦理论中有了比较令人满意的诠释。与此同时，对黑洞的研究也加深了人们对于其他理论问题的理解，比如全息原理以及AdS/CFT对应。总之，黑洞在理论物理当中有重要作用，对黑洞物理的研究将有助于人们进一步理解量子引力的基本性质等重要问题。
本论文是对作者在攻读博士学位期间在黑洞物理方面的学习与研究工作的总结，分为以下几个部分：第一章引言主要介绍相关背景。第二章介绍黑洞的基本概念以及黑洞热力学的四条定律。第三章简要介绍一下超弦理论的基本内容以及如何用D膜来构造黑洞模型，介绍了四维和五维极端BPS黑洞熵的统计解释。第四章介绍熵函数方法，回顾了熵函数方法的推导过程，介绍了转动黑洞的熵函数以及如何利用熵函数方法得到BTZ黑洞的熵。第五章是作者所做的关于黑洞熵函数方法的一些工作，首先得到了近视界几何为AdS3的IIA型弦理论中极端BPS黑洞的熵函数，接下来将此方法推广到弦理论当中近极端黑洞的情形，在这两种情况下都可以重新得到该黑洞的Bekenstein-Hawking熵，作者还计算了超对称黑环解的熵函数与熵的高阶修正。第六章讨论黑洞的吸引子机制，侧重介绍有效势方法并得到了D2-D6 STU模型中非超对称极端黑洞的严格解。最后一章是对本篇论文的总结以及对今后研究工作的展望。