物理学报
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ISSN 1000-3290
CN 11-1958/O4
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物理学报  
   物理学报--2003, 52 (9)   发布日期: 2003-09-15
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总论

二阶可降阶微分约束系统的形式不变性
Form invariance for a constrained system with second-order reducible differentia l constraints

葛伟宽, 张 毅
物理学报. 2003, 52 (9): 2105-2108      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2105
全文: [PDF 127 KB] 下载:(542)
摘要
研究具有二阶可降阶微分约束的力学系统的形式不变性.采用两种方法:一是用不可降阶微分约束系统的方法;另一是用降阶后系统的方法.研究两种方法之间的关系.结果表明,用后一种方法可能会失掉一些对称性.

一类NLS-mKdV方程族的扩展可积系统
A type of expanding integrable system for NLS-mKdV hierarchy

张玉峰, 闫庆友
物理学报. 2003, 52 (9): 2109-2113      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2109
全文: [PDF 179 KB] 下载:(780)
摘要
利用代数变换,构造了与文献[5]中的loop代数2的子代数等价的loop代数1的一个子 代数1.再将1扩展为一个高维的loop代数.利用设计了一个等谱问题 ,结合子代数间的直 和运算和同构关系,得到了NLS_mKdV方程族的一类扩展可积系统.作为约化情形,求得了著 名的Schrdinger方程与mKdV方程的可积耦合系统.

一种识别混沌时间序列动力学异同性的方法
A method for distinguishing dynamical species in chaotic time series

李春贵, 裴留庆
物理学报. 2003, 52 (9): 2114-2120      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2114
全文: [PDF 388 KB] 下载:(687)
摘要
定义了两个新的统计量,分别记为Q和R,Q称为动力学自相关因子指数,R称为动力学互相关 因子指数.用Q和R对不同时间序列的动力学“距离”或同一时间序列中不同区段(窗口)的 动力学“距离”进行估算,可以鉴别这些时间序列的动力学属性或它们内在的动力学结构层 次以及复杂性.一些典型实例检验表明,这种方法是有效的.

交通流的一维元胞自动机敏感驾驶模型
One-dimensional sensitive driving cellular automaton model for traffic flow

雷 丽, 薛 郁, 戴世强
物理学报. 2003, 52 (9): 2121-2126      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2121
全文: [PDF 280 KB] 下载:(1456)
摘要
在一维交通流元胞自动机NaSch模型的基础上,优先考虑驾驶员的不确定性敏感预期行为, 将随机延迟过程放在确定性减速之前,从而建立一种新的一维元胞自动机交通流模型:敏感驾驶模型 (简称SDNaSch模型),并根据所给出的车辆状态演化的并行更新规则作了数值模 拟,模拟得到的基本图表明,与NaSch模型相比,道路交通量有较大提高,接近于实测数据 ,说明新模型能更贴切地描述交通现象;某些密度区域流量出现两个分支,表明在临界点附 近存在亚稳态;而且会出现畅行相与阻塞相的相分离界面. 从车辆速度分布演化的时空斑图 ,可以看到宽幅运动阻塞相的出现以及畅行相→宽幅运动阻塞相和宽幅运动阻塞相→畅行相 的相变. 接着,计及实际交通情况,考虑行驶车辆中一部分是敏感驾驶,而其余车辆按NaSc h模型规则行驶,数值模拟结果进一步证明,敏感驾驶因素对车流的作用是很大的,随着敏 感驾驶车辆的增多,道路容量也随之提高.
唯象论的经典领域

高斯光束通过多光阑B=0成像系统传输的解析公式研究
Studies on the analytical propagation equations of Gaussian beams through a mult i-apertured imaging system of B=0

季小玲, 吕百达
物理学报. 2003, 52 (9): 2149-2154      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2149
全文: [PDF 252 KB] 下载:(718)
摘要
采用将硬边光阑窗口函数展开为有限个复高斯函数之和的方法和A0CD矩阵分解的技巧,推导 出了高斯光束通过多光阑B=0光学成像系统解析的传输公式,并用典型数值计算例加以说明. 最后,指出了所用方法的优点.

聚苯乙烯微粒光子晶体的反常透过特性
The abnormal transmittance of polystyrene photonic crystals

陈红艺, 郭红莲, 倪培根, 张 琦, 程丙英, 张道中
物理学报. 2003, 52 (9): 2155-2158      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2155
全文: [PDF 158 KB] 下载:(2143)
摘要
在实验上发现了3μm聚苯乙烯(PS)小球光子晶体在350nm至900nm波长上的透过率的周期扰动.根据透过率曲线的周期扰动的峰谷值判断,这种周期性透过率特性是基于PS小球的whispering-gallery-mode(WGM)共振,而不是源于米氏散射或布拉格衍射.实验表明,周期性排列 小球在非带隙区域对光的传输同样有一定的影响.这一结果对光子晶体薄膜的应用提供了新 的可能性.

基于SOA和级联取样光纤光栅的多波长激光器
Multi-wavelength laser based on SOA and cascaded sampled fibre gratings

张新亮, 张 颖, 孙军强, 刘德明, 黄德修
物理学报. 2003, 52 (9): 2159-2164      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2159
全文: [PDF 247 KB] 下载:(1136)
摘要
研究了基于半导体光放大器(SOA)和双段级联取样光纤光栅构成的新型结构多波长激光器.设 计了取样光纤光栅,计算了其反射谱,模拟了多波长激光器的输出光谱.基于自行制作的SOA 和取样光纤光栅,进行了多波长激光器的实验研究,得到了间隔为0.8nm、输出功率不平坦 度小于1.0dB的11个波长输出.理论和实验两个方面都可以验证:与基于普通取样光栅的多波 长方案相比,基于双段级联取样光栅的方案能改善输出谱平坦度,并可提高可激射波长数.

受激布里渊放大光脉冲波形的研究
Study on pulse waveform of stimulated Brillouin amplification

丁迎春, 吕志伟, 何伟明
物理学报. 2003, 52 (9): 2165-2169      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2165
全文: [PDF 200 KB] 下载:(744)
摘要
利用瞬态包含抽运抽空的SBS理论模型对布里渊放大器进行了数值模拟,给出了脉冲波形随 抽运光功率密度和种子光与抽运光能量比的变化规律,并用实验进行了验证,理论与实验符合得较好.

超短强激光脉冲在等离子体隧道中传输的理论与数值模拟研究
Theoretical and numerical investigation for propagation of ultrashort intense l aser pulse in plasma channel

唐 华, 郭 弘, 刘明伟, 仇云利, 邓冬梅
物理学报. 2003, 52 (9): 2170-2175      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2170
全文: [PDF 221 KB] 下载:(696)
摘要
研究了超短强激光脉冲在非扰动抛物型部分电离的预等离子体隧道中的传输特性.从Maxwell方程出发得到了两个包含衍射、三阶强度非线性、等离子体散焦、等离子体隧道聚焦以及相对论自聚焦等效应在内的激光场演化方程,即折射率方程和哈密顿-雅可比方程.在此基础 上得到了激光在等离子体隧道中传输的包络方程以及光斑半径与传输距离、隧道宽度等初始 参量的关系.

低对称性非线性光学晶体BIBO的倍频性质
Frequency doubling property of the low symmetric nonlinear optical crystal BIBO

王正平, 滕 冰, 杜晨林, 许心光, 傅 琨, 许贵宝, 王继扬, 邵宗书
物理学报. 2003, 52 (9): 2176-2184      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2176
全文: [PDF 395 KB] 下载:(1364)
摘要
测量了BIBO晶体的主轴折射率.对BIBO晶体在整个空间内的倍频性质进行了系统讨论.当基频 光为Nd:YAG激光时(λ=1064nm),发现最大的有效非线性光学系数位于(168.9°,90°) 的Ⅰ类相位匹配方向上.测量了BIBO晶体的容限角、容限温度、光损伤阈值,以及1064nm的 腔外、腔内倍频性质.实验中,最大腔外倍频转换效率达到68%,腔内倍频输出达到1.06W.

啁啾飞秒激光脉冲形成的光纤光栅的Bragg反射特性
The Bragg reflection characteristics of the fibre grating formed by chirped ultr ashort laser pulses

王淮生, 孙大睿, 张志刚, 柴 路, 王清月
物理学报. 2003, 52 (9): 2185-2189      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2185
全文: [PDF 179 KB] 下载:(826)
摘要
在800nm飞秒脉冲激光照射下光敏玻璃As2S3光纤具有双光子吸收 现象,当一束超短激光脉冲与另一束啁啾超短激光脉冲在As2S3光纤相遇时,干涉图案将 永久地记录一个空间啁啾光栅.研究了该光栅结构与入射超短脉冲激光脉冲参数的关系,数值计算表明该光栅具有较大的Bragg反射带宽.

增益开关半导体激光器在外光注入下脉冲抖动的实验研究
Experimental study on the timing jitter of gain-switched laser diodes with photo n injection

王云才
物理学报. 2003, 52 (9): 2190-2193      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2190
全文: [PDF 163 KB] 下载:(890)
摘要
采用增益开关半导体激光器作为注入种子光源来降低另一个增益开关DFB或Fabry-Perot(FP )半导体激光器的脉冲抖动.相位噪声测量技术表明:增益开关FP激光器在外部脉冲光注入 下,激光脉冲抖动(均方值)由1.2ps降低至830fs;增益开关DFB半导体激光器在外脉冲注 入下,脉冲抖动由12ps降低至1.8ps.

颗粒堆密度变化对堆底压力分布的影响
The influence of density variation of a granular pile on the pressure distributi on at its bottom

谢晓明, 蒋亦民, 王焕友, 曹晓平, 刘 佑
物理学报. 2003, 52 (9): 2194-2199      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2194
全文: [PDF 207 KB] 下载:(926)
摘要
报道当一无黏性颗粒堆的中间部分密度略小于两边,从而使中部的弹性强度明显低于两边时,堆底的压力分布将在中间出现低陷.对从一固定点(或线)缓慢散落颗粒而形成的圆锥形(或楔形)堆,这一微小的密度变化可能来自颗粒沿堆边滚落时对堆产生了一定的扰动拍紧效应.计算表明用考虑了体弹模量随空间变化的弹性理论能很好地再现出观测到的压力分布.
流体、等离子体和放电

某些类氖离子和类镍离子等离子体状态对应关系的研究
Similarity study on plasma conditions of some Ne-like and Ni-like x-ray lasers

燕 飞, 张 杰, 鲁 欣
物理学报. 2003, 52 (9): 2200-2205      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2200
全文: [PDF 242 KB] 下载:(743)
摘要
利用一维拉格朗日流体动力学程序Med103详细研究了产生类镍Ag,Cd,In,Sn, Sb离子和类氖Fe,Co,Ni,Cu,Zn离子的等离子体状态.通过对电子温度、离子丰度、离子数密度等状态参量的分析比较,得到了这两类等离子体状态之间的对应关系.即类镍银的等离子体状态与类氖铁 的相近,类镍镉的与类氖钴的相近,依次类推.利用这一对应关系可以方便地由类氖机理x射线激光的等离子体状态来对相应元素的类镍x射线激光的等离子体状态进行判断.

完全可积的非线性方程建立哈密顿理论的一般方法和对SG方程应用
General procedure to formulate Hamiltonian theory of the completely integrable n onlinear equations and its application to the sine-Gordon equation

蔡 浩, 陈世荣, 黄念宁
物理学报. 2003, 52 (9): 2206-2212      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2206
全文: [PDF 234 KB] 下载:(515)
摘要
完全可积的非线性方程的单式矩阵的泊松括号已知可以表为对x的积分,指出被积函数一定 可以表为约斯特解对的直积的线性组合的微分,并可由直积矩阵相应元的对比确定组合系数 .从而解决了建立非线性方程哈密顿理论的一般方法.由于实验室系中的SG方程,相应的表述 异常复杂,所以以它为例来说明方法的实质.同时由于现有的相关工作违反了泊松括号同时 性的要求,给出了必要的改正.

内表面栅极等离子体源离子注入TiN薄膜及其特性研究
TiN coating for inner surface modification by grid enhanced plasma source ion im plantation

张谷令, 王久丽, 杨武保, 范松华, 刘赤子, 杨思泽
物理学报. 2003, 52 (9): 2213-2218      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2213
全文: [PDF 267 KB] 下载:(992)
摘要
阐述了栅极增强等离子体源离子注入(GEPSII)方法的基本思想.利用GEPSII方法在45号钢 基底上生成了金黄色氮化钛(TiNx)膜.对不同条件下的TiN膜做电化学腐蚀,X PS,AES, XRD等分析.电化学腐蚀实验显示TiN薄膜改善了45号钢的耐腐蚀性能5—10倍,且在高气压下 效果更好.结构分析显示TiN膜含有TiO2,TiN成分,主要沿(111)和(200)晶 向生长,深度分析显示膜的厚度只有二十几纳米,膜质地均匀且在基底有一定的嵌入深度.
基本粒子物理学与场

ZnO粉末中无序激射现象时间分辨的研究
Time-resolved study of the random lasing in ZnO powder

孙 涛, 黄锦圣, 张伟力, 柴 路, 王清月, 王克伦
物理学报. 2003, 52 (9): 2127-2130      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2127
全文: [PDF 171 KB] 下载:(763)
摘要
采用抽运-探测时间分辨方法实验研究了半导体材料ZnO纳米颗粒粉末中的无序激射现象.在2 67nm激光的抽运下,通过精确控制抽运光的能量和样品表面的抽运面积,获得了宽度小于1n m的单模无序激射光谱和多峰的多模无序激射光谱.时间分辨的抽运-探测结果显示,此时样 品的上能级寿命仅为几个皮秒,证明了ZnO粉末的单模无序光谱是受激辐射的结果.
核物理学

在独立α集团模型下对敲出反应16O(p,pα)12C和16 O(α,2α)12C的研究
Study on the 16O(p,pα)12C and 16O (α,2α) 12C knockout reactions according to the independent α-cluster mode l

陆 晓, 孙小军, 杨永栩
物理学报. 2003, 52 (9): 2131-2134      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2131
全文: [PDF 185 KB] 下载:(520)
摘要
在独立α集团模型下,利用扭曲波冲量近似(DWIA),计算了实验室系下入射能量为101.5MeV 的敲出反应16O(p,pα)12C和实验室系下入射能量分别为90Me V和140MeV 的敲出反应16O(α,2α)12C.得到的反应截面和谱因子与实 验数据基本符 合,比用壳模型的结果有了一定的改进,表明独立α集团模型能较好地描述α集团敲出反应 的机理.

溶胶-凝胶法制备的纳米TiO2结构相变及晶体生长动力学
Structural transformation of nanocrystalline titania grown by sol-gel technique and the growth kinetics of crystallites

胡林华, 戴松元, 王孔嘉
物理学报. 2003, 52 (9): 2135-2139      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2135
全文: [PDF 181 KB] 下载:(2178)
摘要
讨论了采用溶胶-凝胶法经由先驱物钛酸四异丙脂水解而制备的纳米TiO2粉末的 结构相变 ,并讨论了该纳米粉末的生长动力学机理.结果表明,水解pH值为0.9,当高压釜热处理温度 <503K时,粉末晶粒度增长较为缓慢,而当热处理温度>503K时,粉末粒度明显长大.应用 相变理论计算出了纳米TiO2颗粒的两阶段的生长激活能,分别是18.5kJ/mol和5 9.7kJ/mol .XRD物相分析表明,高压釜热处理温度达到503K时,样品就开始发生锐钛矿到金红石相的结 构相变,到543K就基本实现了这一结构相变,使得这一相变温度比其他文献中报道的又降低 了许多.

改进BaF2闪烁体光输出特征研究
Study on modifying the output properties of BaF2 scintilation spectru m

徐荣昆, 郭 存, 温树槐, 夏广新, 宁佳敏, 宋凤军, 何锡钧, 吴永刚, 顾 牡, 陈玲燕, 吴 翔
物理学报. 2003, 52 (9): 2140-2144      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2140
全文: [PDF 179 KB] 下载:(1026)
摘要
介绍旨在抑制BaF2闪烁体慢发光成分,拓展其应用领域的紫外滤光膜系设计和 性能测量结果,研究表明,以Al2O3/MgF2/Al/MgF2为 基本结构优化设计的紫外滤光膜系对来自BaF2闪烁体不同角度入射的快/慢成分光分别具有高透射和强截止特性.还提供 了用纳秒级脉冲辐射源激发“BaF2+紫外滤光膜系+光电闪烁探测器”系统获得的BaF2闪烁体时间响应曲线,并对紫外滤光膜系中子辐照损伤特性进行了研究.
原子和分子物理学

高离化金离子态-态双电子复合速率系数
State-to-state dielectronic recombination for Be-like gold ions

陈 波, 朱正和
物理学报. 2003, 52 (9): 2145-2148      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2145
全文: [PDF 151 KB] 下载:(597)
摘要
研究了类铍Au75+离子三类态-态双电子复合过程,基于多组态准相对论自洽场 方法和 扭曲波方法,计算了该离子在电子温度0.6—10.0keV范围内的态-态双电子复合速率系数, 并讨论了它们随电子温度、复合类型和上下能态的变化.
凝聚物质:结构、热学和力学性质

用原位x射线小角散射研究块体非晶合金Zr55Cu30Al10 Ni5的结构弛豫
In-situ study on structural relaxation of Zr55Cu30Al1 0Ni5bulk amorphous alloy by SAXS

柳 义, 柳 林, 王 俊, 赵 辉, 荣利霞, 董宝中
物理学报. 2003, 52 (9): 2219-2222      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2219
全文: [PDF 155 KB] 下载:(916)
摘要
应用同步辐射x射线小角散射法在原位对块体非晶合金Zr55Cu30Al 10Ni5在等温退火过程中的微结构变化进行研究.实验表明:在等温退火过程中电子 密度涨落反映了晶化之前的结构弛豫过程;在一定的退火温度下、随退火时间的增加,拓扑短程序弛豫与化学短程序弛豫之间存在一个电子密度均匀化的过程;导致这两种弛豫过程转变的退火时间与退火温度有关,温度越高,所需的退火时间越短.

具有原子分辨率的x射线荧光全息术的数值模拟研究
Numerical simulation study for atomic-resolution x-ray fluorescence holography

谢红兰, 高鸿奕, 陈建文, 王寯越, 朱佩平, 熊诗圣, 洗鼎昌, 徐至展
物理学报. 2003, 52 (9): 2223-2228      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2223
全文: [PDF 235 KB] 下载:(567)
摘要
根据x射线荧光全息术的成像原理,对体心立方晶系的Fe单晶进行了数值模拟(包括荧光全 息图及其重构像),在各个晶面(001,010,100)上得到Fe原子的像,与Fe的晶格模型的 原子位置一致,表明运用这种x射线荧光全息术,能够在原子水平上得到单晶或准晶体的内 部结构图像.

LiAl中空位形成能的第一原理计算
First-principles calculation of the vacancy formation energies in LiAl

陈丽娟, 侯柱锋, 朱梓忠, 杨 勇
物理学报. 2003, 52 (9): 2229-2234      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2229
全文: [PDF 320 KB] 下载:(1644)
摘要
LiAl是一种非常典型和有重要用途的金属间化合物.采用平面波展开和第一原理赝势法,计算了LiAl化合物中Li空位和Al空位的形成能和空位周围的原子弛豫,讨论了空位形成时电荷密度的重新分布、相应的电子态密度以及能带结构等性质.

浮栅ROM器件辐射效应机理分析
Mechanism of radiation effects in floating gate ROMs

贺朝会, 耿 斌, 杨海亮, 陈晓华, 李国政, 王燕萍
物理学报. 2003, 52 (9): 2235-2238      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2235
全文: [PDF 125 KB] 下载:(1918)
摘要
分析了浮栅ROM器件的辐射效应机理,合理地解释了实验中观察到的现象.指出辐射产生的电子空穴对在器件中形成的氧化物陷阱电荷和界面陷阱电荷是导致存储单元及其外围电路出现错误的原因.浮栅ROM器件的中子、质子和60Co γ辐射效应都是总剂量效应 .

利用等时退火法预估等温退火效应实验研究
Prediction on the characteristics of isothermal annealing by using isochronal an nealing data

何宝平, 王桂珍, 龚建成, 罗尹虹, 李永宏
物理学报. 2003, 52 (9): 2239-2243      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2239
全文: [PDF 193 KB] 下载:(897)
摘要
对电离辐照损伤后的MOS器件的等温和等时退火特性进行了研究,结果发现,首先,100℃等 温退火是有效的,等时退火所需的全过程时间最短;其次,+5V栅偏压退火相对于0V和浮空 偏置条件,阈值电压恢复速度快、恢复程度大;最后,利用等时退火数据对等温效应进行了 理论预估,实验等温曲线和预估结果吻合得较好.

振动颗粒混合物中的三明治式分离
Sandwich-like segregation in vertically vibrated binary granular mixtures

姜泽辉, 陆坤权, 厚美瑛, 陈 唯, 陈相君
物理学报. 2003, 52 (9): 2244-2248      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2244
全文: [PDF 169 KB] 下载:(704)
摘要
在竖直振动两种颗粒的混合物的实验中,观察到了一种新的分离现象——“三明治”式分离,即大而重的颗粒被夹在两层小的轻颗粒之间.这不同于“巴西果”效应导致的大而重的颗粒在上的两层有序结构.实验表明当振动加速度大于某个临界值时这种三层有序将取代两层结构,而且是稳定的.实验中观察到导致“三明治”式分离的两种不同的分离过程.对这两种过程的物理机理及其与振动加速度、振动频率及颗粒尺寸等因素的关系做了研究,并给出了相图.

3ω方法及其在纳米材料器件表征中的应用
3ω method and its applications in nanomaterials and nanodevices

丰 平, 王太宏
物理学报. 2003, 52 (9): 2249-2253      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2249
全文: [PDF 212 KB] 下载:(645)
摘要
阐明了3ω方法的机理,并在此基础上讨论了它的一些基本应用.利用3ω方法可以对具有优 良导热和导电能力的材料的热导率和热容进行测量;对不能导电的材料,固态的或液态的, 利用3ω方法能对它们的热导率进行测量.对测量中涉及到的热辐射问题的讨论表明,由于使 用的是小样品,热辐射造成的影响可以忽视.通过理论推导,使用二维隧穿结点阵并借助3ω 方法,可以给出一种性能良好的二维库仑阻塞测温法.

分子动力学模拟Gd原子在Cu(110)表面的扩散过程
Molecular dynamics simulation of Gd adatom diffusion on Cu(110) surface

谢国锋, 王德武, 应纯同
物理学报. 2003, 52 (9): 2254-2258      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2254
全文: [PDF 195 KB] 下载:(1122)
摘要
为了分析Gd吸附原子在Cu(110)表面的扩散机理,用分子动力学对该扩散过程进行模拟.模拟 结果表明在[1 1 0]方向Gd原子通过跳跃机理扩散,而且多步跳跃频率很高.而在[0 0 1]方向则通过交换机理扩散.吸附原子在[1 1 0]方向的扩散能力要比[0 0 1] 方向强.通过对扩散频率的拟合,发现两种扩散机理都符合Arrhenius公式,从而确定了跳跃 机理的扩散势垒为0.097eV,交换机理的扩散势垒为0.33eV.另外还用能量弛豫的方法确定了 跳跃机理的扩散势垒.

AlN在AlN/VN纳米多层膜中的相转变及其对薄膜力学性能的影响
Phase transformation of AlN in AlN/VN nanomultilayers and its effect on the mech anical properties of films

劳技军, 胡晓萍, 虞晓江, 李戈扬, 顾明元
物理学报. 2003, 52 (9): 2259-2263      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2259
全文: [PDF 179 KB] 下载:(821)
摘要
采用反应磁控溅射制备了AlN/VN纳米多层膜.研究了多层膜调制周期对AlN生长结构的影响以 及纳米多层膜的力学性能.结果表明:小周期多层膜中的AlN以亚稳的立方相(c-AlN)存在并 与VN形成共格外延生长的超晶格.薄膜产生硬度和弹性模量升高的超硬效应.大调制周期下, AlN从立方结构转变为稳定的六方相(h-AlN),并使多层膜形成纳米晶的“砖墙”型结构. 讨论认为VN的模板作用有利于c-AlN的生长,但不能显著提高其临界厚度.

铸造锌铝合金稀土变质机理的电子理论研究
Electronic theoretical study on the modification mechanism of rare earth element s in zinc-aluminum cast alloys

刘贵立, 李荣德
物理学报. 2003, 52 (9): 2264-2267      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2264
全文: [PDF 137 KB] 下载:(739)
摘要
根据分子动力学理论建立了液态锌铝合金ZA27的模型,结合计算机编程构造出了ZA27合金α 相与液相共存时的原子结构模型,利用递归方法计算了稀土固溶于晶粒内和富集于结晶前沿 时的电子结构.由此得出:稀土处于相界区比在晶内更稳定,从而解释了稀土在α相内溶解 度很小,结晶时富集于结晶前沿液体中的事实;稀土处于液态和晶态的结构能差相对于铝较 大解释了稀土在相界前的富集使α晶枝产生熔断、游离、增殖的观点.原子间的键级积分计 算也表明,稀土处于结晶前沿液体中与铝相比不容易结晶到晶体表面,起到阻碍晶粒长大, 细化晶粒的作用,这就从电子层次解释了稀土的变质机理.
凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质

α-Al2O3(0001)基片表面结构与能量研究
Study on the structure and energy of the (0001) surface of α-Al2O3 substrate

杨 春, 李言荣, 薛卫东, 陶佰万, 刘兴钊, 张 鹰, 黄 玮
物理学报. 2003, 52 (9): 2268-2273      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2268
全文: [PDF 214 KB] 下载:(764)
摘要
对α-Al2O3(0001)晶体表层三种不同终止原子结构的计算模型, 在三维周期边界条件下 的κ空间中,采用超软赝势平面波函数描述多电子体系.应用基于密度泛函理论的局域密度 近似,计算了不同表层结构的体系能量,表明最表层终止原子为单层Al的表面结构最稳定. 对由10个原子组成的菱形原胞进行了结构优化,得到晶胞参数值(a0=0.48178n m)与实验 报道值误差小于1.3%.进一步计算了超晶胞(2×2)表面弛豫,弛豫后原第2层O原子层成为最 表层; 对不同表层O,Al原子最外层电子进行了布居分析,表面电子有更大的概率被定域在 O原子的周围,表面明显地表现出O原子的电子表面态.

掺钇钨酸铅晶体缺陷的理论研究
Theoretical study on defects in PbWO4:Y crystal

刘峰松, 顾 牡, 姚明珍, 梁 玲, 陈铭南
物理学报. 2003, 52 (9): 2274-2279      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2274
全文: [PDF 193 KB] 下载:(549)
摘要
采用基于密度泛函理论的相对论性离散变分和嵌入团簇方法,计算了掺钇PbWO4 晶体中多 种相关缺陷的电荷分布和不同团簇缺陷结合能,由能量最低原理发现[2(Y3+Pb)-V″Pb]缺陷在各相关缺陷形式中最为稳定.并运用过渡 态方法计算了轨 道跃迁的激发能,算出掺Y后晶体中O2p→Y4d的跃迁能量为3.9eV,表明掺Y不会引起晶体中3 50nm和420nm吸收.从掺Y对PbWO4晶体电子结构的影响来看,其作用机理与掺La 的情况也有较大差异.

GeFe2O4晶体的基态能级和零场分裂参量
Ground-state energy and zero-field splitting parameters in GeFe2O4 crystal

殷春浩, 韩 奎, 叶世旺
物理学报. 2003, 52 (9): 2280-2283      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2280
全文: [PDF 142 KB] 下载:(991)
摘要
GeFe2O4是一种单晶化合物,考虑到由3个〈111〉方向之一的一个 轴,从一个中心位置 到另一个中心位置之间,以Fe2+离子为中心离子和O2-为配体构 成了三角(C 3v)对称体系.利用不可约张量理论,建立了3d4/3d6离子三角(C3 v)对称的晶体场和 自旋相互作用哈密顿矩阵,因此,由完全对角化的晶体场和自旋-轨道相互作用哈密顿矩阵 和电子顺磁共振理论公式求出单晶GeFe2O4中Fe2+离子 的电子顺磁共振零场分 裂参量D和F-a.并研究了自旋三重态对电子顺磁共振(EPR)零场分裂的贡献.结果显示自旋 三重态对基态零场分裂的贡献是较强的,理论计算结果与实验值相符.

HgS/CdS/HgS球状纳米系统电子的能量与寿命以及概率分布
Electronic energy and life span probability distribution of the HgS/CdS/HgS sphe rical nanometer system

郑瑞伦, 陈志谦, 张翠玲, 刘 俊
物理学报. 2003, 52 (9): 2284-2289      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2284
全文: [PDF 237 KB] 下载:(583)
摘要
建立了HgS/CdS/ HgS球状纳米系统物理模型和电子状态满足的方程.应用S矩阵理论,探讨了 s态电子的能量和寿命以及概率分布随势垒和势阱宽度的变化规律.结果表明:电子能量和寿 命随垒势宽度增大而增大;电子能量随阱宽增大而减小,而寿命随阱宽增大而增大;层间相 互作用对结果有重要影响.

一维自旋-轨道模型中的畴状轨道液体态
The domain-state orbital liquids in a one-dimensional spin-orbital model

张士勇
物理学报. 2003, 52 (9): 2290-2292      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2290
全文: [PDF 109 KB] 下载:(557)
摘要
研究了一个一维可解自旋-轨道模型.在大自旋极限下,自旋自由度可以近似用经典自旋来描 述.在没有外磁场情形,系统的基态是伊辛自旋反铁磁背景下的轨道液体态.其低能元激发是 类似于spinon的轨道量子.而在有外磁场情形,系统会出现磁通点阵相.同时,磁通将系统分 割成不连通的轨道液体.

周期多层量子阱结构的光吸收特性与电场分布
Linear optical absorption properties and internal electromagnetic field distribu tions of periodic multiple quantum wells

肖万能, 赵 霁, 王维江, 李润华, 周建英
物理学报. 2003, 52 (9): 2293-2297      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2293
全文: [PDF 183 KB] 下载:(834)
摘要
研究周期多层量子阱(MQW)结构的线性光学吸收特性与共振入射脉冲能量宽度、结构层数以 及周期的关系.结果表明:窄共振脉冲激发下的Bragg结构在层数达到某一值后,总吸收由随层 数单调增加变为单调减少;在非Bragg排列条件下则一直单调增加.通过对结构内电磁场强度 分布情况的分析解释了以上结果的来源,并指出吸收的Bragg压缩效应的实验条件.

GaInP/GaAs异质结双极晶体管小信号模型参数提取的新方法
A novel,yet direct,parameter-extraction method for heterojuction bipolar transis tors small-signal model

刘海文, 孙晓玮, 程知群, 车延峰, 李征帆
物理学报. 2003, 52 (9): 2298-2303      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2298
全文: [PDF 216 KB] 下载:(1157)
摘要
提出了一种直接提取GaInP/GaAs异质结双极晶体管(HBT)小信号模型参数的新方法.该方法基 于HBT器件S参数的测试数据,对HBT的小信号模型进行电路网络分析,利用S,Z,Y参数关系 以及电路“抽出”的技巧,分别对HBT小信号模型的寄生参数和本征元件参数进行提取,建 立了一套完整的直接提取HBT小信号模型参数的新方法.与文献报道HBT小信号模型参数提取 的方法相比,该方法的优点是,提取过程具有简明清晰的物理意义,无需建立特殊的测试结 构,无需引入繁琐的数学优化过程,提取速度快,并且具有比较好的精度和较宽频带范围的 适用性等.

四元Heusler合金NiMnFeGa中Fe原子的磁性贡献
The contribution of Fe atom to the magnetic moment of quaternary Heusler alloy N iMnFeGa

千正男, 隋 郁, 刘玉强, 柳祝红, 刘国栋, 张 铭, 崔玉亭, 陈京兰, 吴光恒
物理学报. 2003, 52 (9): 2304-2308      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2304
全文: [PDF 205 KB] 下载:(704)
摘要
用熔炼和甩带的方法制备了组分为Ni50FexMn25-xGa 25(x=0—25) 的系列样品.x射线衍射实验结果表明,当Fe取代Mn的含量x<17时,用熔炼和甩带的方法均 能合成高度有序的L21结构的Heusler相.而当x>17时,普通熔炼方法只能得到 低有序度的 γ相,只有采用甩带急冷的方法才能获得高度有序的纯L21结构的化合物.根据 交流磁化率 和分子磁矩的测试结果,初步分析了Fe原子对化合物磁性的贡献,认为Fe原子占据了Mn原子 的位置后,具有高于一般含铁合金的原子磁矩,可达2.55—3.55μB.

三维X-Y模型的滞后标度和动态相变行为
Hysteretic scaling and dynamical phase transition of three-dimension X-Y Model

邵元智, 钟伟荣, 林光明
物理学报. 2003, 52 (9): 2309-2313      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2309
全文: [PDF 266 KB] 下载:(518)
摘要
采用Monte Carlo方法对3DX-Y模型进行数值模拟计算,研究了在非线性外场驱动下3DX-Y模 型的滞后标度和动态相变.得出了滞后标度关系为Area~hα0ωβ(1-T/Tc)γ, 其中α=0.57,β=0.34,γ=0.90.发现其动态相变行为在一定的临界参数条件下,初始短周 期(周期数PN≤10)内的结果具有与Ising模型类似的对称性破缺;但在长周期内(PN≥200)的 结果则明显区别于Ising模型而与Heisenberg模型相近,也即无稳定动态有序铁磁相的存在.

(Pb0.97La0.02)(Zr0.65Sn0.35-xTi x)O3反铁电陶瓷的热膨胀性质
Thermal expansion property of (Pb0.97La0.02)(Zr0.65< /sub>Sn0.35-xTix)O3 ceramics

刘 鹏, 徐 卓, 姚 熹
物理学报. 2003, 52 (9): 2315-2318      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2315
全文: [PDF 227 KB] 下载:(759)
摘要
在-100—200℃温度范围内,测量了(Pb0.97La0.02)(Zr0.65< /sub>Sn0.35-xTix)O3(PZST,0.1≤x≤0.14)反铁电陶 瓷的热膨胀性质.实验结果表明,组分在0.1 ≤x≤0.12的试样室温下为反铁电(AFEt)四方相,热膨胀系数(α)在低温段发生 “弯曲” ,而变温x射线衍射谱(XRD)显示材料保持四方相结构;当Ti含量在0.125≤x≤0.14时,室温 下是铁电三方相(FER),温度升高时FER→AFEt相变体 积收缩,AFEt→立方顺电(PE c)相变体积增大;变温XRD谱证明了材料相结构随温度的转变过程.用多元复杂 化合物存在 纳米线度组分非均匀的观点解释了热膨胀性质随Ti含量演化的物理机理,并得到了该系统的 温度-Ti(x)含量相图.

铁电单晶0.62Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.38PbTiO3折射率的研究
Study on principal refractive indices of the ferroelectric single crystal 0.62Pb (Mg1/3Nb2/3)O3-0.38PbTiO3

万新明, 贺天厚, 林 迪, 徐海清, 罗豪甦
物理学报. 2003, 52 (9): 2319-2323      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2319
全文: [PDF 194 KB] 下载:(807)
摘要
用最小偏向角法在20℃下精确测量了0.62Pb(Mg1/3Nb2/3)O3< /sub>-0.38PbTiO3( 0.62PMN-0.38PT)单晶的折射率,给出了该温度下折射率色散的Sellmeier方程.研究了能带 结构与折射率的关系,计算了样品的Sellmeier光学系数:对no,E0=5.50eV,λ0=0.2 26μm,S=1.004×1014m-2,Ed=28.1 0eV;对ne,E0=5.57eV,λ 0=0.223μm,S0=1.017×1014m-2,Ed=28.10eV.A BO3型钙钛矿材料中,BO6八面体基元决定了晶体的能带结构,对折 射率产生重要影响.
物理学交叉学科及有关科学技术领域

VHF等离子体光发射谱(OES)的在线监测
Diagnosis of VHF plasmas with optical emission spectroscopy

杨恢东, 吴春亚, 李洪波, 麦耀华, 朱 锋, 周祯华, 赵 颖, 耿新华, 熊绍珍
物理学报. 2003, 52 (9): 2324-2330      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2324
全文: [PDF 279 KB] 下载:(930)
摘要
采用光发射谱(OES)测量技术,对不同制备条件下的甚高频(VHF)等离子体辉光进行了在线监 测.实验表明,VHF等离子体中特征发光峰(Si,SiH,Hα,H*β 等)的强度较常规的射 频(RF)等离子体明显增强,并且在制备μc-Si:H的工艺条件下(H稀释度R(H2/S iH4)=23 ),随激发频率的增加而增大,这些发光峰的变化趋势与材料沉积速率的变化规律较相似.Si H峰等的强度随气压的变化则因硅烷H稀释度及功率的不同而异:高H稀释(R=23)时,SiH峰强 度在低辉光功率下随反应气压的增大单调下降,在高辉光功率下随气压的变化呈现类高斯规 律;低H稀释(R=5.7)时, SiH峰随气压的变化基本上是单调下降的,下降速率也与功率有 关,这些结果表明,VHF-PECVD制备μc-Si:H和a-Si:H的反应动力学过程存在较大差异.此 外,随着激发功率的增大,Si,SiH峰都先迅速增大然后趋于饱和,并且随着H稀释率的增大 ,将更快呈现饱和现象.通过对OES结果的分析与讨论可知,VHF-PECVD技术沉积硅基薄膜可 以有效提高沉积速率,而且,硅基薄膜的沉积速率的进一步提高需要综合考虑H稀释度、气 压和功率等的匹配与优化.

自悬浮定向流纳米金属粉末制备的理论模拟
Theoretical simulations of preparation of nanometal Particles by Flow-levitation Method

唐永建, 韦建军, 李朝阳, 吴卫东, 王朝阳
物理学报. 2003, 52 (9): 2331-2336      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2331
全文: [PDF 243 KB] 下载:(769)
摘要
叙述了自悬浮定向流纳米金属粉末的制备原理,建立了在惰性气体介质中金属液滴表面蒸发 形成悬浮微粒过程的数学模型.描述了蒸发金属液滴表面层的热流动、物质迁移、热扩散、 凝聚相初始核的形成、金属蒸气在粒子表面的凝聚、粒子相互凝聚等过程,考虑了物质迁移 系数等动力学参数对温度的依赖关系.预测了指定粉末尺寸分布下的最佳工艺条件.

MgF2与Alq3(八羟基喹啉)反应的高分辨电子能量损失谱研究
High-resolution electron-energy-loss spectroscopy study on the reaction of MgF2 with Alq3(8-hydroxy-quinoline)aluminum

张寒洁, 鲍世宁, 何丕模, 王穗东, 冯明凯, 张瑞勤, 刘振声, 李述汤
物理学报. 2003, 52 (9): 2337-2341      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2337
全文: [PDF 248 KB] 下载:(636)
摘要
介绍了用高分辨电子能量损失谱(HREELS)研究MgF2与Alq3(八羟基 喹啉)的反应.结果表明无论MgF2蒸镀到Alq3上或Alq3蒸镀到MgF2上,MgF2与Alq3均发生了相同的反应.在反应中,对应于Alq3分子非平面苯环弯曲振动的能量损失峰位置发生了移 动.HREELS的研究结果表明从MgF2中的Mg与Alq3中的Al,O和N相互作用,Mg 的位置处于Alq3分子的平面外.

利用扩展系综法计算水的自由能
The computation of free energy of TIP4P water using expanded ensemble method

盛正卯, 骆军委
物理学报. 2003, 52 (9): 2342-2346      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2342
全文: [PDF 199 KB] 下载:(575)
摘要
利用扩展系综法得到了正则系综下水的TIP4P模型的自由能值为-21.485±0.035kJ/mol, 并与其他方法所得的结果作了比较.提出了选择该方法中关键参数(平衡因子)的有效方法, 并讨论了该方法的可移植性.
地球物理学、天文学和天体物理学

集合预报物理基础的探讨
On physical basis of ensemble prediction

封国林, 董文杰
物理学报. 2003, 52 (9): 2347-2353      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2347
全文: [PDF 350 KB] 下载:(930)
摘要
将集合预报中的每次积分算程视为非平衡统计物理理论中的准粒子轨迹,由此对Lorenz模型 进行了数值试验,计算了初值位于不同性质平衡态附近时准粒子数处于基态和第一激发态随 时间的演化.结果证明:(1)若动力系统在整个相空间内存在稳定的平衡态,在稳定的平衡态 附近,系统随时间长期演化行为是可预测的.(2)若动力系统在整个相空间内不存在任何稳定 的平衡态,初值位于远离非稳定的平衡态,则在1—2周内准粒子多数分布在低能量态,即预 报是最可几率的.(3)若初始状态位于非稳定平衡态附近,系统随时间的演化几乎是不可预测 的.这从理论上说明了作大量积分算程的集合预报其效果会比单一初值的单程积分要好.这就 从物理上对集合预报能提高准确率提供了一种解释.

一般球对称带电蒸发黑洞Dirac场的熵
Entropy of Dirac field in a general spherically symmetric and charged evaporatin g black hole

张靖仪
物理学报. 2003, 52 (9): 2354-2358      http://dx.doi.org/10.7498/aps.52.2354
全文: [PDF 185 KB] 下载:(508)
摘要
采用薄层模型brick-wall方法,计算了一般球对称带电蒸发黑洞Dirac场的熵,通过适当选择时间依赖的截断因子,仍可得出黑洞熵与视界面积成正比的结论.

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