物理学报
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ISSN 1000-3290
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轴向磁场对碳纳米管电子性质的影响
张助华, 郭万林, 郭宇锋
物理学报. 2006, 55 (12): 6531
物理学报  
   物理学报--2006, 55 (12)   发布日期: 2006-12-15
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总论

Poincaré-Chetaev方程的统一对称性
Unified symmetry of Poincaré-Chetaev equations

丁 宁, 方建会, 张鹏玉, 王 鹏
物理学报. 2006, 55 (12): 6197-6202      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6197
全文: [PDF 221 KB] 下载:(1181)
摘要
研究Poincaré-Chetaev方程的统一对称性及其导致的守恒量. 给出Poincaré-Chetaev方程统一对称性的定义和判据, 得到Poincaré-Chetaev方程统一对称性的三种守恒量: Noether守恒量、Hojman守恒量和Mei守恒量.

重力驱动下运动物体在颗粒介质中的最大穿透深度
The sinking depth of a projectile in granular media under gravity

张权义, 吴耀宇, 彭 政, 刘 锐, 陆坤权, 厚美瑛
物理学报. 2006, 55 (12): 6203-6207      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6203
全文: [PDF 189 KB] 下载:(1227)
摘要
通过高速摄像的跟踪,研究了重力场中球形下落物体对松散颗粒床进行撞击并进入颗粒床内的运动过程.运用已得到的颗粒体系中运动物体的阻力模型,分析了物体质量对穿透深度的影响.研究表明,当物体与颗粒床撞击的初始速度较小时,物体在颗粒床中的最大穿透深度与物体质量呈近似线性关系. 实验得到的结果与模型符合很好.

周期量级激光脉冲的Thomson散射
Thomson scattering with few-cycle laser pulses

张 鹏, 宋晏蓉, 张志刚
物理学报. 2006, 55 (12): 6208-6213      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6208
全文: [PDF 246 KB] 下载:(1155)
摘要
用经典辐射理论对线偏振周期量级激光脉冲的线性Thomson散射进行分析,从理论上得到它可产生亚阿秒脉冲的结论. 计算显示,在电子相对论因子为50、激光脉冲中心波长为1μm、归一化光场强度为0.01的情况下,用包含1.5个光周期的激光脉冲,可获得0.2as(半高全宽)的散射脉冲输出. 还对光场载波包络初相φce和电子进入光场的初相φin对散射脉冲的影响作了分析讨论,结果表明,在适当的φceφin条件下,能实现单个阿秒脉冲输出,并可对脉冲宽度和频率进行调谐.

构造非线性发展方程精确解的一种方法
The method for constructing the exact solutions to the nonlinear evolution equation

套格图桑, 斯仁道尔吉
物理学报. 2006, 55 (12): 6214-6221      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6214
全文: [PDF 247 KB] 下载:(1152)
摘要
在双曲正切函数法、齐次平衡法、辅助方程法的基础上引入非线性发展方程的一个新形式解和新辅助方程,并利用符号计算系统Mathematica构造了Benjamin-Bona-Mahoney(BBM)方程和修正的 BBM方程的新精确孤立波解.这种方法在寻找其他非线性发展方程的新精确解方面具有普遍意义.

纠缠相干态的量子隐形传态
Teleportation of entangled coherent state through bipartite entangled quantum channels

刘传龙, 郑亦庄
物理学报. 2006, 55 (12): 6222-6228      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6222
全文: [PDF 229 KB] 下载:(1604)
摘要
提出利用双模纠缠相干态作为量子信道,实现纠缠相干态量子隐形传态的方案. 分别在非正交的相干态表象和另一个由相干态构成的正交态表象对双模纠缠相干态的隐形传态进行具体分析. 发现在相干态表象,虽然只要线性光学元件就可以完成隐形传态,但成功的概率小于1/2,而在正交态表象,只要能分辨4个由相干态构成的Bell态,成功的概率就是1.

Makarov势的Dirac方程的束缚态解
Bound state solutions of the Dirac equation with the Makarov potentials

张民仓, 王振邦
物理学报. 2006, 55 (12): 6229-6233      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6229
全文: [PDF 178 KB] 下载:(1088)
摘要
给出了Makarov型标量势与矢量势相等条件下的Dirac方程的束缚态解. Dirac方程的角向方程用因子分解方法求解,在得出角向波函数的过程中,自然地得到了属于同一本征值的不同角向波函数间的递推操作. 径向束缚态波函数用合流超几何函数表示,束缚态的能量方程可由径向波函数满足的边界条件得到.

非广延反应扩散系统的广义主方程
Generalized master equation for the nonextensive reaction-diffusion systems

吴俊林, 黄新民
物理学报. 2006, 55 (12): 6234-6237      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6234
全文: [PDF 130 KB] 下载:(1101)
摘要
依据非平衡统计及密度算子方程,通过计算概率分布函数的时间变化,得到了非广延反应扩散系统在压力作用时其特征函数满足的广义主方程,其中非广延反应扩散系统的压力在Tsallis统计的框架下给出.与唯象理论中的主方程比较,新得到的方程不仅依赖于非广延参量q而且有更多的非线性项,因此更具有普遍性.当新的方程应用到单分子反应模型时, 非广延性对系统的稳定性将产生重要的作用, 特别是当系统接近临界状态时.

调幅波的单模激光线性模型随机共振
Stochastic resonance of amplitude modulated wave in a linear model of single-mode laser

张良英, 曹 力, 金国祥
物理学报. 2006, 55 (12): 6238-6242      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6238
全文: [PDF 196 KB] 下载:(1004)
摘要
对单模激光增益模型的光强方程加入调幅波,用线性化近似方法计算了以δ函数形式关联的两白噪声驱动下光强的输出功率谱及信噪比. 结果表明,信噪比不但随着抽运噪声和量子噪声强度的变化出现随机共振,而且随着高频载波信号频率和低频调制信号频率的变化也出现了随机共振.

一种多混沌系统公钥密码算法的安全性分析
Cryptanalysis of multiple chaotic systems based public key encryption technique

王 开, 裴文江, 邹留华, 何振亚
物理学报. 2006, 55 (12): 6243-6247      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6243
全文: [PDF 191 KB] 下载:(1335)
摘要
最近,Ranjan利用m组混沌系统及线性变换组合方法提出一种混沌公钥密码.安全分析表明攻击该公钥密码难度为(NP)m,其中N,P分别为密钥空间大小及线性变换复杂度.由于向量任意的线性变换都能映射为向量2-范数简单的幅度变化,据此提出一种仅依赖公钥、初始向量及算法结构的私钥攻击算法.分析与实验结果均表明该多混沌公钥密码无法抵抗此类攻击,并且该分析方法可以有效攻击各种多混沌公钥密码算法.

基于反馈精确线性化的混沌系统同步控制方法
Synchronization control based on feedback precise linearization

朱志宇
物理学报. 2006, 55 (12): 6248-6252      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6248
全文: [PDF 185 KB] 下载:(1249)
摘要
应用精确线性化方法,通过严格的状态变换和反馈方法,将非线性混沌系统线性化. 考虑到系统的部分状态变量无法测量,设计了混沌系统的状态观测器,求解出了状态观测器的反馈控制律. 将这种控制方法应用于Lorenz混沌系统的同步控制,仿真结果表明,系统三个状态变量的同步误差均能在很短的时间内收敛到零.因此,该同步控制方法在保证闭环系统稳定的前提下,具有较好的同步控制快速性和较高的控制精度.

随机参数Duffing系统中的随机混沌及其延迟反馈控制
Stochastic chaos in stochastic Duffing systems and its control by delayed feedback

吴存利, 马少娟, 孙中奎, 方 同
物理学报. 2006, 55 (12): 6253-6260      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6253
全文: [PDF 332 KB] 下载:(1629)
摘要
研究了谐和激励下含有界随机参数Duffing系统(简称随机Duffing系统)中的随机混沌及其延迟反馈控制问题.借助Gegenbauer多项式逼近理论,将随机Duffing系统转化为与其等效的确定性非线性系统.这样,随机Duffing系统在谐和激励下的混沌响应及其控制问题就可借等效的确定性非线性系统来研究.分析阐明了随机混沌的主要特点,并采用Wolf算法计算等效确定性非线性系统的最大Lyapunov指数,以判别随机Duffing系统的动力学行为.数值计算表明,恰当选取不同的反馈强度和延迟时间,可分别达到抑制或诱发系统混沌的目的,说明延迟反馈技术对随机混沌控制也是十分有效的.

基于非线性控制的超混沌Chen系统混沌同步
Chaos synchronization of the new hyperchaotic Chen system via nonlinear control

武相军, 王兴元
物理学报. 2006, 55 (12): 6261-6266      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6261
全文: [PDF 263 KB] 下载:(2075)
摘要
研究了基于非线性控制的超混沌Chen系统的混沌同步问题.基于Lyapunov稳定性理论,设计了非线性控制器,改进了Jiang和Huang等设计的同步误差系统的Lyapunov函数形式,理论证明了超混沌Chen系统的自同步和超混沌Chen系统与超混沌R?ssler系统的异结构同步.数值模拟进一步验证了所提出方案的有效性.

注入半导体激光器混沌调制性能与内部相位键控编码方法研究
Studies on chaotic modulation performance and internal phase shifting key encoding in injection semiconductor lasers

颜森林
物理学报. 2006, 55 (12): 6267-6274      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6267
全文: [PDF 340 KB] 下载:(796)
摘要
研究注入半导体激光混沌调制解调及其性能特性,提出外部光注入半导体激光器混沌内部相位编码方法. 小信号调制分析了系统混沌调制响应函数和解调响应函数以及解调因子,系统的调制解调响应函数以及解调因子在60MHz有一个峰值,系统在高频调制时,响应函数和解调因子明显下降. 理论推导出混沌调制解调方程,给出了小信号调制时的信息信号的解,数值分析出系统在低频有一个调制解调峰值,高频调制解调效果下降,但系统仍可以进行109Hz频率调制解调. 数值模拟并证明了系统在较大的参数范围内都能实现同步,模拟了混沌调制速率200Mb/s和调制频率1.4GHz的保密通信应用. 还通过键控调制注入光的相位相移对激光混沌态进行了编码,通过同步与非同步进行混沌解码,数值模拟了具有调制速率10Mb/s的混沌相位键控编码通信应用.

双车道元胞自动机NS和WWH交通流混合模型的研究
The study of a cellular automaton NS and WWH mixed model for traffic flow on a two-lane roadway

吴可非, 孔令江, 刘慕仁
物理学报. 2006, 55 (12): 6275-6280      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6275
全文: [PDF 255 KB] 下载:(2036)
摘要
考虑不同车辆的驾驶员有不同的驾驶方式和习惯,具体表现为不同的驾驶员采用适合自己行车特点的交通流模型在道路上驾车行驶,在一维元胞自动机交通流NS模型和WWH模型的基础上,建立了双车道元胞自动机NS和WWH交通流混合模型. 通过计算机模拟,给出了混合比例系数fNS对混合交通流的速度-密度和流量-密度图以及车辆转道频率影响的结果.

双光子激发时间分辨荧光光谱测量技术
Time-resolved two-photon excitation fluorescence spectroscopy

刘立新, 屈军乐, 林子扬, 陈丹妮, 许改霞, 胡 涛, 郭宝平, 牛憨笨
物理学报. 2006, 55 (12): 6281-6286      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6281
全文: [PDF 290 KB] 下载:(2519)
摘要
建立了一台基于高重复频率扫描相机的双光子激发时间分辨荧光光谱测量系统,能够同时测量样品的荧光光谱和寿命. 该系统的时间分辨率为6.5—200ps,光谱分辨率为1—3nm,能够实现快速数据采集以及可靠和可重复的寿命和光谱测量. 利用标准荧光染料(若丹明6G、香豆素314)及其混合溶液对该系统进行了测试,所得到的荧光光谱分布和寿命值与文献报道一致. 实验结果表明,该系统能有效区分多组分荧光团. 这为鉴别多荧光团或多组分生物组织提供了一种独特的对比方法,可用于多光谱分辨荧光寿命成像和荧光共振能量转移成像等方面.

北京同步辐射3B3中能束线X射线探测系统性能研究
Study of X-ray detector system characteristics on the 3B3 medium energy beamline in BSRF

易荣清, 杨国洪, 崔延莉, 杜华冰, 韦敏习, 董建军, 赵屹东, 崔明启, 郑 雷
物理学报. 2006, 55 (12): 6287-6292      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6287
全文: [PDF 240 KB] 下载:(1216)
摘要
北京同步辐射装置(BSRF)的3B3中能束线的应用,在国内首次提供了一台能区在2—6keV范围、性能优良的单色X射线光源. 对光源的性能进行了研究,并完成了X射线探测器(XRD)灵敏度、滤片厚度、多种晶体衍射效率以及成像板能量响应等指标的标定.XRD标定的相对不确定度好于7%,滤片厚度的不确定度小于3.6%.

薄原子蒸汽膜的双光子光谱及Dicke窄化
Two-photon spectroscopy and Dicke narrowing of a thin atomic vapor film

李院院, 白晋涛, 张贵忠, 周 瑜, 张彦鹏, 甘琛利
物理学报. 2006, 55 (12): 6293-6297      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6293
全文: [PDF 210 KB] 下载:(1040)
摘要
薄原子蒸汽膜的单光子Dcike窄化吸收光谱可以拓展到双光子情形,以级联三能级系统为例,从理论上得到了亚多普勒结构的双光子吸收光谱,其线型表现出和单光子过程相似的与膜厚和探测光波长的比值(L/λ)相关的周期性.当L/λ=(2n+1)/2(膜厚为半波长的奇数倍)时,吸收谱线窄化现象明显.当L/λ=2n/2(膜厚为半波长的偶数倍)时,单光子情形的谱线窄化现象消失,而双光子情形的谱线仍表现为亚多普勒结构,尤其在异侧入射的情形下,可以获得极窄的双光子谱线结构. 这种结构来自原子与腔壁碰撞的消激发效应和双光子过程的抽运-探测机制的贡献.
唯象论的经典领域

有损金属圆波导中电磁波传输特性的研究
Propagation of electromagnetic wave in a lossy cylindrical waveguide

焦重庆, 罗积润
物理学报. 2006, 55 (12): 6360-6367      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6360
全文: [PDF 344 KB] 下载:(1611)
摘要
基于电磁模式的色散方程,研究了有损金属圆波导中电磁模式的传输问题.在考虑了损耗层厚度影响的情况下,得到了各模式传输常数的近似解析表达式,此式适用于截止频率附近.通过解析表达式和波导模式色散方程,对衰减常数和相位常数进行了大量数值计算,得到了它们随损耗层厚度、频率以及损耗层电导率的变化规律,两种方法所获得的结果有较好的一致性.研究表明,损耗强度和损耗层厚度的变化会改变波导中电磁模式的色散和简并特性,对于改善高功率回旋行波放大器中注波互作用带宽和模式竞争非常有益.

基于左手介质后向波特性的微带天线小型化研究
Investigation on the miniaturization of the microstrip antenna based on the back ward wave property of left-handed medium

武明峰, 孟繁义, 吴 群, 吴 健
物理学报. 2006, 55 (12): 6368-6373      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6368
全文: [PDF 259 KB] 下载:(2239)
摘要
基于色散性稳定、频带宽、电尺寸小的左手介质结构单元,设计了一种左手介质和传统介质相结合的微带天线基板结构,利用左手介质的后向波效应对传统介质中传播后的电磁波进行相位补偿,从而实现微带天线小型化设计.理论计算和数值仿真结果表明,工作于4.7 GHz的微带天线的物理尺寸被减小了37.92%,突破了传统微带天线的半波长要求的限制,而小型化的微带天线的增益、带宽等性能方面与传统天线相当,证明了用左手介质小型化微带天线的可行性和实用性.

新型偏振干涉成像光谱仪中Savart偏光镜透射率的研究
The transmittance of Savart polariscope in polarization interference imaging spectrometer

彭志红, 张淳民, 赵葆常, 李英才, 吴福全
物理学报. 2006, 55 (12): 6374-6381      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6374
全文: [PDF 327 KB] 下载:(1446)
摘要
Savart偏光镜是自行研制的新型稳态偏振干涉成像光谱仪中的核心部件,阐述了该Savart偏光镜的分光机理.基于电磁场边值条件,分析了入射面与Savart偏光镜左板主截面重合及垂直时,光透过Savart偏光镜各界面的反射和折射,得出了各界面透射系数的表达式以及Savart偏光镜透射率的理论计算公式.采用计算机模拟,给出了Savart偏光镜透射率随视场角和波长的变化曲线,并与研制的Savart偏光镜实验测试结果进行了分析比较,两者变化规律相符. 表明该Savart偏光镜具有大视场、高通量的显著特点,适宜作为静态干涉仪和稳态偏振干涉成像光谱仪的高效横向剪切分束器. 这为新型偏振干涉成像光谱技术的研究以及仪器研制提供了重要的理论依据.

基于高斯型脉冲驱动的类镍瞬态X射线激光的流体力学模型
Hydrodynamic model of transient Ni-like X-ray lasers driven by Gaussian laser pulse

庞海龙, 李英骏, 鲁 欣, 张 杰
物理学报. 2006, 55 (12): 6382-6386      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6382
全文: [PDF 172 KB] 下载:(1231)
摘要
在激光脉冲为高斯型的条件下对瞬态X射线激光的流体力学自相似模型进行了修正,并将计算结果与自相似模型解析解的结果进行了比较.研究表明,修正模型的结果比解析解更为精确,从而验证了新模型的可靠性.利用该模型对类镍钼X射线激光实验进行了优化设计,得到了优化的实验方案.

利用定量相衬成像消除X射线同轴轮廓成像中散射的影响
Application of quantitative imaging to elimination of scattering effect on X-ray in-line outline imaging

刘丽想, 杜国浩, 胡 雯, 骆玉宇, 谢红兰, 陈 敏, 肖体乔
物理学报. 2006, 55 (12): 6387-6394      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6387
全文: [PDF 322 KB] 下载:(1241)
摘要
在所有的相衬成像方法中,X射线同轴轮廓成像由于光路简单、不需要任何光学元件而备受关注.其缺点是无法直接消除散射的影响,从而限制了它在生物医学等领域中的应用.利用数字模拟方法研究了引入散射前后轮廓像的质量随样品到探测器距离的变化情况.模拟结果表明直接轮廓成像存在一个最佳成像距离,因而无法通过改变样品到探测器距离来减小散射的影响.利用定量相衬成像不受成像距离限制的特点,研究了远距离成像时散射的影响.结果表明,样品到探测器的距离增大到一个临界值时,散射对重构像的影响可降到一个极值,此时成像质量得到了明显改善.

用相位恢复方法测量多孔光纤的三维折射率分布
Measurement of refractive index profile of holey fiber using quantitative phase tomography

黄燕萍, 祁春媛
物理学报. 2006, 55 (12): 6395-6398      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6395
全文: [PDF 175 KB] 下载:(1352)
摘要
结合计算机断层成像方法,提出了一种新的相位恢复显微测量实验技术.应用该技术测量了多孔光纤的三维折射率分布.这种技术是基于强度传递方程的理论,对相位的测量是直接的,测量对光纤无损害.这是一种测量多孔光纤的三维折射率分布的有效方法.

基于彩色直方图分析的智能视频监控系统
Intelligent control of video monitoring system based on the color histogram analysis

张便利, 常胜江, 李江卫, 王 凯, 申会庭, 张延炘, 翟宏琛
物理学报. 2006, 55 (12): 6399-6404      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6399
全文: [PDF 275 KB] 下载:(2882)
摘要
针对背景为固定场所的数字视频监控系统,提出了一种通过比较图像彩色直方图距离实现视频监视系统自动控制的方法.通过在线动态更换参考图像,消除了时间变化引起的阳光、天气等因素对背景图像的影响.采用均匀压缩的方法,将真彩色颜色空间压缩到16色的索引色空间,降低了计算复杂度,滤掉了背景的微小变化引入的噪声,实现了10 ms内完成对一幅图像的处理.准确的自动控制在保证监视系统正常工作的同时,极大地减小了所需的存储空间.

用于位移传感器的全息平面变间距光栅设计与制作研究
Design and fabrication of holographic variable line-spacing gratings for position sensor

楼 俊, 付绍军, 徐向东, 何世平
物理学报. 2006, 55 (12): 6405-6409      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6405
全文: [PDF 193 KB] 下载:(1204)
摘要
简述了全息变间距光栅的几何理论.利用遗传算法对记录光路进行了优化计算,提出在目标函数中考虑记录参数误差的影响,推导了目标函数的积分形式,提高了计算效率.针对用于位移传感器的平面变间距光栅,分别计算了球面波干涉及球面波与非球面波干涉情况下的全息记录参数,给出了线密度误差曲线.制作出全息平面变间距光栅,并成功应用于位移传感器中.

准Λ型四能级原子系统中的烧孔和光学双稳现象
The hole burning and optical bistability of quasi-Λ-type four-level atom system

陈 峻, 刘正东, 尤素萍
物理学报. 2006, 55 (12): 6410-6413      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6410
全文: [PDF 168 KB] 下载:(1272)
摘要
研究了准Λ型四能级原子与两光场相互作用系统中的量子干涉效应.发现在弱探测场下系统驱动场拉比频率改变时,其色散曲线会呈现出烧孔现象,吸收增益曲线会出现全增益区以及宽而平坦的电磁感应透明窗口.另外,色散曲线随探测场拉比频率相位的演化会呈现出光学双稳态效应.

Nd3+掺杂的氧化镧钇透明激光陶瓷的光谱性能研究
Spectroscopic characteristics of Nd3+-doped yttrium lanthanum oxide trans parent ceramics

丁 君, 杨秋红, 唐在峰, 徐 军, 苏良碧
物理学报. 2006, 55 (12): 6414-6418      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6414
全文: [PDF 217 KB] 下载:(916)
摘要
采用传统无压烧结工艺制备了Nd3+掺杂的Y2-2xLa2xO3(x=0.08)透明陶瓷并对其光谱性能进行了研究. 结果表明:Nd3+:Y1.84La0.16O3透明陶瓷在780—850 nm的波长范围内有较宽的吸收带. 当Nd3+掺杂量为1.5at%时,在820 nm和激光二极管抽运的808 nm处的吸收截面分别为σabs(820 nm)=1.81×10-20 cm2σabs(808 nm)=1.54×10-20 cm2. 最强的发射峰位于1078 nm处,并具有荧光寿命长、发射带宽宽、量子效率高等特点. 加入La2O3后,基质的光谱品质参数XNd由1.6减小到0.46,因此和4F3/24I11/2跃迁相对应的荧光分支比βJ,11/2增大为56.82%. Nd3+:Y1.84La0.16O3透明陶瓷的这些性质有利于高效率的激光输出和超短锁模激光脉冲的实现.

啁啾的引入对线性负切趾型布拉格光栅双稳特性的影响
Influence of introducing chirp on bistable characteristics of linear negative tapered Bragg gratings

田剑锋, 吴正茂, 夏光琼
物理学报. 2006, 55 (12): 6419-6423      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6419
全文: [PDF 198 KB] 下载:(965)
摘要
基于耦合模理论,对线性负切趾型布拉格光栅中引入啁啾后其双稳特性的变化进行了研究.结果表明:引入正啁啾有利于改善线性负切趾型布拉格光栅的双稳态性能;通过合理选择正啁啾、线性负切趾型布拉格光栅的长度,可对其双稳态性能进行进一步优化.

Nd3+螯合物的含氢有机溶液光谱性能研究
Spectral properties of hydrogen-containing organic solution of neodymium chelate

叶云霞, 余柯涵, 钱列加, 范滇元, 彭 波
物理学报. 2006, 55 (12): 6424-6429      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6424
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摘要
研究了Nd(TTA)3螯合物溶于二甲基甲酰胺溶剂的光谱性质,溶液中所有氢未置换为氘.测量了这种溶液体系的吸收谱、荧光谱和荧光寿命.在898和1058 nm波长处观察到明显的Nd3+荧光特征峰.用Judd-Ofelt理论对吸收谱进行分析计算,得到了三个强度参数Ωt(t=2,4,6)分别为Ω2=4.9×10-20 cm2, Ω4=5.1×10-20 cm2Ω6=2.5×10-20 cm2.利用强度参数计算了4F3/2能级与4I9/24I11/2之间的跃迁强度Sed、自发辐射系数Aed以及荧光分支比β等,估算了4F3/2能级的辐射跃迁寿命τr=682 μs.实测1058和898 nm波长处荧光寿命τ大约为460和505 μs,因此荧光量子效率分别高达0.67和0.74.荧光量子效率高表明Nd3+在这种溶液中无辐射跃迁比较弱;强度参数Ω2比较大,表明Nd3+在溶液中具有不对称配位场环境,不对称的配位场环境可大大促进Nd3+吸收激发能量.光谱质量因子Ω4/Ω6>1,使得898 nm的辐射强于1058 nm的辐射.

非晶光子晶体中的光子局域化
Photon localization in amorphous photonic crystal

许兴胜, 陈弘达, 张道中
物理学报. 2006, 55 (12): 6430-6434      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6430
全文: [PDF 299 KB] 下载:(1637)
摘要
利用多重散射方法计算并研究了二维光子晶体随着无序度变化的光子局域化.通过控制方形单元随机旋转角度以控制光子晶体的无序度.研究发现,随着无序度的增加光子通带的透过率逐渐降低,而光子禁带中的透过率逐渐上升,即无序导致的局域化逐渐由光子带边向光子禁带中心和光子通带的中心扩展.而且光子通带中的平均透过率随无序度的增加呈e指数下降.

非对称开口六边形谐振单环的微波透射特性
Microwave transmission behavior of the single dissymmetrical hexagonal split-ring resonators

姚 远, 赵晓鹏, 赵 晶, 周 欣
物理学报. 2006, 55 (12): 6435-6440      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6435
全文: [PDF 320 KB] 下载:(1205)
摘要
受自然界树型结构的启发,设计了分叉树型微结构单元,用电路板刻蚀技术制作了非对称开口六边形谐振单环及其组合结构.采用计算机模拟和实验研究了单个和多个谐振环在微波段(7—12 GHz)的电磁响应行为.研究结果表明:该结构具有负磁导率特性,开口谐振环几何尺寸影响环的磁谐振频率;两环环间距较小时出现二次谐振;带高级分支的辐射状环列相对于不带分支环列透射峰向低频移动.实验和模拟结果相符.

缺陷对左手材料负折射的调控行为
Regulating ability of defects on the negative refraction of left-handed metamaterials

郑 晴, 赵晓鹏, 李明明, 赵 晶
物理学报. 2006, 55 (12): 6441-6446      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6441
全文: [PDF 321 KB] 下载:(3037)
摘要
采用电路板刻蚀技术制备左手材料样品,由劈尖法分别研究了无缺陷和引入缺陷时左手材料的负折射特性.实验结果表明,引入两种点缺陷材料与无缺陷材料的功率峰值之比分别为1.035和1.256,且负折射率的绝对值分别增大了9.6%和19.6%;引入空位缺陷材料与无缺陷材料的功率峰值之比最大为1.973,最小为0.364,负折射率的绝对值最大增大了68.3%,最小增大了9.6%.缺陷的存在改变了左手材料周期性结构,形成新的电磁谐振条件,使其负折射率和功率峰值发生了变化,实现了对左手材料负折射率的调控.

新型空气孔长方形排列单模单偏振光子晶体光纤的数值模拟
Numerical simulation of a novel rectangular-lattice single-polarization single-mode photonic crystal fiber

张方迪, 刘小毅, 张 民, 叶培大
物理学报. 2006, 55 (12): 6447-6453      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6447
全文: [PDF 374 KB] 下载:(1500)
摘要
提出了一种空气孔长方形排列的单偏振光子晶体光纤结构,并利用基于棱边/节点混合元的带有完全匹配层吸收边界条件的全矢量有限元方法对该结构进行了分析.对设计思路进行了详细说明.通过优化结构参数在理论上获得了波长在1.38—1.61 μm范围内仅有慢轴模且限制损耗低于0.1 dB/km的单模单偏振操作.

频率分辨光学开关法行迹相位还原的时频分析
Time-frequency analysis for phase retrieval from traces of frequency resolved optical gating

邓玉强, 王清月, 张志刚
物理学报. 2006, 55 (12): 6454-6458      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6454
全文: [PDF 196 KB] 下载:(1275)
摘要
将小波变换分析光谱相位相干原理应用于频率分辨光学开关(FROG)行迹图的时间-频率分析,不需要传统的迭代算法,从对FROG行迹的脊的分析中,直接得到超短脉冲的相位.对于FROG行迹的脊变化平缓的脉冲得到了精确的相位.

TiO2和SiO2薄膜应力的产生机理及实验探索
Study on the mechanism and measurement of stress of TiO2 and SiO2 thin-films

顾培夫, 郑臻荣, 赵永江, 刘 旭
物理学报. 2006, 55 (12): 6459-6463      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6459
全文: [PDF 180 KB] 下载:(3326)
摘要
对最常用的TiO2和SiO2薄膜应力, 包括应力模型、应力测试方法和不同实验条件下的应力测试结果作了研究.基于曲率法模型,对TiO2和SiO2单层膜和多层膜进行了实验测试,得到了一些有价值的结果,特别是离子辅助淀积和基板温度等工艺参数对薄膜应力的影响.提出了薄膜聚集密度是应力的重要因素,低聚集密度产生张应力,而高聚集密度产生压应力.在多层膜中通过调节工艺参数,适当地控制张应力或压应力,可使累积应力趋向于零.

三路光纤放大器相干合成技术的实验研究
Experimental research of coherent combining of three fiber amplifiers

肖 瑞, 侯 静, 姜宗福, 刘 明
物理学报. 2006, 55 (12): 6464-6469      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6464
全文: [PDF 233 KB] 下载:(1052)
摘要
实验上实现了三路保偏光纤放大器稳定的锁相控制,达到相干合成的输出目的.介绍了实验方案,详细阐述了相位检测与控制的方法并以一路信号光为例给出了相位噪声的测量结果.最后给出了相干合成的远场图样并对其影响因素加以简单分析.实验表明,利用提出的方案增加相干合成的路数是可行的.

一维准周期结构声子晶体透射性质的研究
Transmission properties of one-dimensional qusi-periodical phononic crystal

曹永军, 董纯红, 周培勤
物理学报. 2006, 55 (12): 6470-6475      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6470
全文: [PDF 260 KB] 下载:(1827)
摘要
提出了一维准周期结构的声子晶体模型.对弹性波通过该一维准周期结构声子晶体的透射系数进行了数值计算,并与周期结构的透射系数进行了比较.计算结果表明,弹性波通过一维准周期结构声子晶体时,同样会有带隙的出现,且带隙所在频率范围与周期结构的情形完全一样,不同的是在准周期结构声子晶体中,带隙内有很强的局域共振模.对此局域模性质的研究有助于声波或弹性波滤波器的制作.

超声波声孔效应中气泡动力学的研究
Investigation of bubble dynamics in ultrasonic sonoporation

陈 谦, 邹欣晔, 程建春
物理学报. 2006, 55 (12): 6476-6481      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6476
全文: [PDF 244 KB] 下载:(6535)
摘要
在超声快速制取组织细胞病理切片的过程中,发现激励信号对切片制取效果有明显的影响.为了掌握超声激励信号对组织细胞的影响规律,达到快速制取病理切片的最佳状态,从气泡空化模型入手,通过改变激励信号频率、声压、气泡初始半径和液体黏滞系数等参量,研究了声孔效应中气泡动力学激励机制.数值计算表明:空化泡振动随激励声压增强而升高,随液体黏滞系数增强而减弱;一定频率范围内空化泡振动能保持在膨胀、收缩和振荡的稳定空化状态,存在空化泡稳态振动的最佳激励频率;一定初始半径能保证空化泡产生稳定的振动,存在空化泡稳态振动幅度最大的初始半径.实际操作中,在频率、声压、初始半径和黏滞系数综合作用的若干空化阈内,声孔效应使超声快速法制取细胞组织切片获得最佳效果.

简谐速度噪声及其与势场之间的频率共振
Harmonic velocity noise and its frequency resonance with the potential

宋艳丽
物理学报. 2006, 55 (12): 6482-6487      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6482
全文: [PDF 244 KB] 下载:(1255)
摘要
为了描述复杂的噪声环境,考虑了一种具有频率结构的噪声——简谐速度噪声,包括它的产生、关联函数、功率谱以及作为热噪声时的频率特性所导致的一些行为.结果表明:在频谱空间中简谐速度噪声是一种带通噪声,存在一个峰值频率,且噪声带宽由参量Γ控制.当简谐势中的一个布朗粒子受热简谐速度噪声驱动时,粒子能量极大值出现在两种频率相等的情况下.这表明噪声和势场的频率之间存在动力学共振,决定着粒子能量的大小.

颗粒物质内部滑动摩擦力的非线性振动现象
On the nonlinear oscillation of internal sliding friction in particulate matter

杜学能, 胡 林, 孔维姝, 王伟明, 吴 宇
物理学报. 2006, 55 (12): 6488-6493      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6488
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摘要
实验研究了探测棒竖直穿过圆筒中颗粒物质运动时所受的滑动摩擦阻力.研究发现,厚度为容器直径的0.5到2倍之间,粒径为2 mm的颗粒堆,对探测棒的滑动摩擦力在一个平均水平上随时间作非线性振动.当探测棒以小于2×10-3 m/s的匀速率上升时,滑动摩擦力平均水平超过初始最大静摩擦力F0的0.2到0.5倍,变化范围可从F0到2F0.频率低于1.35 Hz时,各种频率成分的强度随频率增加按幂函数方式衰减,其主要部分的平均周期T与探测棒运动速率v成反比关系.
流体、等离子体和放电

外加磁场微波等离子推力器内流场数值模拟
Numerical simulation of the internal flow in microwave plasma thruster in magnetic field

杨 涓, 苏纬仪, 毛根旺, 夏广庆
物理学报. 2006, 55 (12): 6494-6499      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6494
全文: [PDF 273 KB] 下载:(1281)
摘要
为了提高微波等离子推力器性能,改善等离子体对电磁波能量的吸收状况,提高核心区温度,提出外加磁场的方案,并对热等离子体进行了数值模拟.假设局域热平衡条件,采用Navier-Stokes,Maxwell和Saha方程,利用压力修正的半隐格式和时域有限差分求解方法,建立了径向磁镜场下推力器内等离子体流场的数值计算模型.数值模拟结果表明:外加磁场后的磁感应强度小于0.5 T时,推力器内热等离子体核心区最高温度随磁感应强度的增加而迅速提高.外加磁场后的磁感应强度大于0.5 T时,核心区最高温度随磁感应强度的增加而缓慢提高.磁感应强度为0.5 T时,热等离子体核心区最高温度与不加磁场相比提高了24%.外加磁场对等离子体流场速度分布影响不大.
核物理学

分离作用射频四极场加速器中动力学参数与极限流强的探讨
Relation between dynamic parameters and limiting current in separated function radio frequency quadrupole accelerator

王 智, 陈佳洱, 颜学庆, 陆元荣, 方家驯, 郭之虞
物理学报. 2006, 55 (12): 6298-6301      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6298
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摘要
系统分析了粒子在分离作用射频四极场(RFQ)加速结构中的运动,导出了极限流强与动力学参数的关系. 存在于分离作用RFQ膜片加速间隙处的加速电场,较传统的RFQ能更加有效地加速带电粒子.四杆电极之间的射频四极场,对粒子的横向具有聚焦或者散焦作用,通过适当选取粒子动力学参数可以保证粒子在分离作用RFQ中横向和纵向运动的稳定性.
原子和分子物理学

CrHn(n=0,+1,+2)分子及离子的势能函数
Potentional energy function of CrHn(n=0,+1,+2)

黄 萍, 朱正和
物理学报. 2006, 55 (12): 6302-6307      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6302
全文: [PDF 238 KB] 下载:(974)
摘要
用原子分子反应静力学原理推导出CrHn(n=0,+1,+2)的电子状态及其离解极限. 对H原子采用6-311++G**基组,对Cr原子采用SVP(split valence polarization)全电子基组,用B3PW91方法计算了它们的平衡几何、电子状态,在此基础上分别计算CrH,CrH+的Murrell-Sorbie解析势能函数和CrH2+的解析势能函数及其对应的力常数、光谱参数,理论计算值与实验值和文献计算值符合较好. 从离解极限和通道解释了不同的势能函数形状. 计算表明:CrH+的势能曲线均具有对应于稳定平衡结构的极小点,说明CrH+可稳定存在. 而CrH2+离子的势能曲线对应于不稳定的排斥态,说明CrH2+是不稳定的.

VOn±(n=0,1,2)的势能函数与光谱常数研究
Study on potential energy functions and spectrum constants of VO(n=0,1,2)

杜 泉, 王 玲, 谌晓洪, 高 涛
物理学报. 2006, 55 (12): 6308-6314      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6308
全文: [PDF 267 KB] 下载:(1108)
摘要
用密度泛函B3LYP/6-311++G(d,p)方法和相对论有效实势(Lanl2dz基组)对VOn±(n=0,1,2)分子离子的势能函数及光谱常数进行了分析. 结果表明它们都能稳定存在, 其基态电子状态分别是:4Σ(VO2-), 3Σ(VO-), 4Σ(VO), 3Σ(VO+)和2Σ(VO2+). 其中VO2-和VO2+的势能函数曲线呈“火山口”型, 属于亚稳态分子离子. 用七参数Murell-Sorbie势拟合VO2-和VO2+分子亚稳态双原子分子离子势能函数, 发现其拟合曲线与势能函数曲线符合得很好. 同时,讨论了电荷对势能函数和能级的影响.

亚乙基硫脲的表面增强拉曼极化率研究:电磁和电荷转移机制
A study of the surface enhanced Raman bond polarizability derivatives of ethylene thiourea:electromagnetic and charge transfer mechanisms

刘照军, 吴国祯
物理学报. 2006, 55 (12): 6315-6319      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6315
全文: [PDF 178 KB] 下载:(1316)
摘要
测量了吸附在银电极表面的亚乙基硫脲分子在不同电位下的表面增强拉曼光谱,对光谱强度变化进行了分析.从拉曼光谱强度计算出分子的键极化率数值,分析极化率大小和变化情况,提出了分子在不同电位下表面增强效应的增强机制.

啁啾激光场中HF分子的经典解离
The classical dissociation of HF molecule by chirped laser pulse

匙玉华, 刘学深, 丁培柱
物理学报. 2006, 55 (12): 6320-6325      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6320
全文: [PDF 222 KB] 下载:(985)
摘要
应用经典理论并采用辛算法,计算了HF分子在啁啾激光作用下的经典解离.讨论了激光场中HF分子的解离概率随时间的变化以及考虑振动-转动能级跃迁对分子解离概率的影响.计算结果与理论分析相符,说明运用经典理论并采用辛格式计算双原子分子在激光作用下的经典解离是有效和可行的.

洞态氩离子的退激发及末电离态离子分布的理论研究
Cascade decays and final charge-state distribution of hollow argon ions

胡宏伟, 董晨钟
物理学报. 2006, 55 (12): 6326-6332      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6326
全文: [PDF 203 KB] 下载:(1083)
摘要
在描述洞原子(或离子)退激发过程只考虑单俄歇跃迁和辐射跃迁的辐射-单俄歇级联退激发模型的基础上,进一步考虑了双俄歇跃迁的贡献,发展了辐射-单俄歇-双俄歇级联退激发模型.据此模型研究了Ar+(1s-1)(1s洞态氩离子)和Ar+(2s-1)(2s洞态氩离子)的退激发过程及末电离态离子的分布,获得了与实验相符的结果.

实现冷原子(冷分子)囚禁的可控制光学双阱的产生及其实验研究
Generation of controllable double-well optical trap for cold atoms (molecules) and its experimental studies

沐仁旺, 李雅丽, 纪宪明, 印建平
物理学报. 2006, 55 (12): 6333-6341      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6333
全文: [PDF 561 KB] 下载:(1388)
摘要
简单介绍了实现冷原子或冷分子囚禁的可控制光学双阱的实验方案,报道了二元π相位板的制作方法及其产生可控制光学双阱的实验结果.分析了光学双阱参数(如空间位置、双阱中心间距、相对光强分布等)与π相位板相位偏差的关系.从理论和实验上研究了由于二元π相位板的刻蚀厚度误差引起的光学双阱光强变化及其双阱到单阱的演化规律,得到了实验与理论基本一致的结果.

40K-87Rb原子冷却的半导体激光系统
A laser diode system for 40K-87Rb atomic cooling

卫 栋, 陈海霞, 熊德智, 张 靖
物理学报. 2006, 55 (12): 6342-6346      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6342
全文: [PDF 247 KB] 下载:(1151)
摘要
40K-87Rb原子冷却的半导体激光系统提出了一种实验方案,并进行了初步实验.采用三台外腔光栅反馈半导体激光器(ECDL)、四台注入锁定从激光器和一台半导体激光放大器组成激光系统.三台ECDL通过声光调制器产生四束光,分别作为40K和87Rb原子的冷却光和再抽运光,四束不同频率成分的激光分别注入锁定四台从激光器,然后Rb 冷却光、K冷却光和K再抽运光再同时注入半导体激光放大器进行放大.该装置可同时产生冷却40K和87Rb原子的冷却光和再抽运光,结构紧凑、工作稳定.

反应窗理论的适用性研究
Applicability of the reaction window theory

陈兰芳, 马新文, 朱小龙
物理学报. 2006, 55 (12): 6347-6353      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6347
全文: [PDF 314 KB] 下载:(1031)
摘要
基于低能离子与原子碰撞的分子库仑过垒模型,简要描述了与入射离子速度相关的反应窗理论.根据这一理论,计算了不同碰撞速度时O8+-H,Ar8+-H,Ar8+-He,Ne10+-He及Ar18+-He等碰撞体系单电子俘获过程的微分截面,还计算了碰撞速度为0.53 a.u.时15N7+-Ne碰撞体系单电子、双电子及三电子俘获过程的微分截面,并与他人的实验结果作了比较.研究发现,反应窗理论预言的末态电子分布与实验结果符合较好.理论和实验研究表明,随着碰撞速度的增加反应窗变宽;反应窗理论所预言的微分截面,当Q值较小时比实验结果偏大,当Q值较大时比实验结果偏小.

光外差腔衰荡光谱理论研究
Theoretical investigation of optical heterodyne cavity ring down spectroscopy

曹 琳, 王春梅, 陈扬骎, 杨晓华
物理学报. 2006, 55 (12): 6354-6359      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6354
全文: [PDF 240 KB] 下载:(1439)
摘要
提出了简化的光外差腔衰荡光谱技术,避免了通常腔衰荡光谱对衰荡时间的直接测量,同时消除了腔镜损耗的共模直流信号的测量.理论上其测量灵敏度可以达到量子噪声极限,而且技术实现相对简单,更适合于分子振转光谱研究.此外,还在理论上分析了该光谱技术具有的Gauss线型的一次微分光谱线型的特点,并讨论了一些实验参量对谱线强度和线型的影响,进而给出了最佳实验参量.
凝聚物质:结构、热学和力学性质

飞秒电子衍射系统的静态特性研究
Static properties of a femtosecond electron diffraction system

刘运全, 梁文锡, 张 杰, 吴建军, 田进寿, 王俊峰, 赵宝升
物理学报. 2006, 55 (12): 6500-6505      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6500
全文: [PDF 299 KB] 下载:(1205)
摘要
超快电子衍射系统是认识超快物理、化学及生物过程的重要工具之一.介绍了自主研制的一套飞秒电子衍射系统,调试并测量了该系统的电子束斑特性、X-Y偏转板的偏转灵敏度等.在该系统上进行了金膜的静态电子衍射图像的测量.

双原子填充式skutterudite化合物的结构及X射线光电子能谱分析
The structure and X-ray photoelectron spectroscopy analysis of double-atom filled skutterudite compounds

李 涵, 唐新峰, 赵文俞, 张清杰
物理学报. 2006, 55 (12): 6506-6510      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6506
全文: [PDF 210 KB] 下载:(1022)
摘要
用高温熔融、淬火、扩散退火结合放电等离子烧结(SPS)法合成了Ca和Ce复合填充的单相CamCenFexCo4-xSb12(m=0.17—0.27,n=0.05—0.25,x=1.5)化合物,并结合Rietveld结构解析以及X射线光电子能谱(XPS)分析研究了两种原子复合填充skutterudite化合物的结构与填充状态.Rietveld结构解析表明,CamCenFe1.5Co2.5Sb12化合物具有skutterudite结构,Ca和Ce原子填充到了Sb的二十面体空洞中,填充原子热振动参数BCa/Ce远大于框架原子的热振动参数BFe/CoBSb.XPS元素窄区谱分析结果表明,Sb原子在结构中有五种化学状态,每种化学状态的相对含量主要由总填充分数决定,填充原子Ca在Sb的二十面体空洞出现概率有三种可能,但在中心位置出现的概率最大.

改性光刻胶制备纳米压印模版
Molds for nanoimprinting made by modified photoresist

陈雷明, 郭艳峰, 郭 熹, 唐为华
物理学报. 2006, 55 (12): 6511-6514      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6511
全文: [PDF 239 KB] 下载:(1766)
摘要
制备纳米压印中的模版是压印技术的基本条件.目前很多压印模版是利用高硬度材料制作的,但是这些材料比较难以加工,从而限制了纳米压印技术的发展.提出一种利用光刻胶制备纳米压印模版的方法.利用聚焦离子束对光刻胶的改性作用,控制加工的条件,将柔性的光刻胶改性为硬度很高的材料,从而形成纳米压印模版.这种方法具有速度快、制备简单等特点,是一种新颖的加工方式,扩展了聚焦离子束的加工范围,可用于其他的纳米加工领域.

CoFe2O4纳米颗粒的结构、磁性以及离子迁移
Structure, magnetic properties and atomic immigration of CoFe2O4 nanoparticles

王 丽, 王海波, 王 涛, 李发伸
物理学报. 2006, 55 (12): 6515-6521      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6515
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摘要
聚乙烯醇(PVA)溶胶凝胶法制备出CoFe2O4纳米微粉,用X射线衍射研究了铁氧体纳米颗粒的结构.测量了CoFe2O4纳米颗粒80—873 K的变温穆斯堡尔谱,发现纳米颗粒的磁转变温度范围为793—813 K,比块体材料的磁性转变温度要低.CoFe2O4纳米颗粒的德拜温度θA=674 K,θB=243 K,比块体材料要小.CoFe2O4纳米颗粒超精细场Hf随温度的变化符合T3/2+T5/2定理.当温度较高时,平均同质异能移IS随温度的升高而减小,并呈线性关系.

拉伸条件下双壁碳纳米管弹性性能的原子模拟
Atomic modeling on the elastic properties of double-walled carbon nanotubes under tension

倪向贵, 殷建伟
物理学报. 2006, 55 (12): 6522-6525      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6522
全文: [PDF 165 KB] 下载:(1951)
摘要
利用分子动力学方法,对双壁碳纳米管在拉伸条件下的弹性性能进行模拟,研究了直径在1 nm以上的4根双壁碳纳米管,模拟了它们的应力-应变关系以及泊松比.计算结果表明,在弹性范围内,双壁碳纳米管的应力与应变呈非线性关系,切线弹性模量大致从720 GPa减小至570 GPa,出现软化现象;随着拉伸应变的增大,泊松比从0.3变化到0.17,但结构尺寸对泊松比的影响不大.

轴向磁场对碳纳米管电子性质的影响 Hot!
The effects of axial magnetic field on electronic properties of carbon nanotubes

张助华, 郭万林, 郭宇锋
物理学报. 2006, 55 (12): 6526-6531      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6526
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摘要
用紧束缚法研究了单壁碳纳米管在轴向磁场下费米能级附近电子性质的变化规律.研究发现:能隙随轴向磁场变化的快慢及磁致能隙峰值都与碳纳米管直径有着紧密联系;对于相同直径的碳纳米管,金属性管的磁致能隙峰值最大.具体计算了锯齿型碳纳米管费米能级附近电子态密度随轴向磁场的变化关系,发现所有碳纳米管的电子态密度和能隙变化都体现出周期性.磁场使得碳纳米管发生绝缘体-金属周期性相转变的根本原因是由于在磁场的作用下范霍夫奇异点出现分裂-移动-融合的周期性变化.

强耦合磁失措自旋冰系统Dy2Ti2O7单晶生长和基本磁性质测量
Single crystal growth and magnetic properties of strong geometric frustrated magnetic pyrochlore Dy2Ti2O7

汤 征, 李长真, 尹 镝, 朱本鹏, 汪丽莉, 王俊峰, 熊 鋭, 王取泉, 石 兢
物理学报. 2006, 55 (12): 6532-6537      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6532
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摘要
利用红外光源浮区法生长出大尺寸、高质量的磁失措自旋冰化合物Dy2Ti2O7单晶体.X射线衍射实验证实晶体具有面心立方结构,空间群为Fd3m,晶胞参数a=1.0112(2) nm,[111]和[400]方向X射线衍射摇摆曲线半高宽分别仅为0.07°和0.05°.直流磁化率与温度关系测量给出晶体的Van Vleck顺磁因子为2.46×10-5 m3/mol,有效磁矩μeff=10.24(4)μB,Cure-Weiss温度ΘCW=1.1 K,揭示Dy2Ti2O7具有弱的铁磁性.对磁性起源的综合分析表明,该自旋冰晶体磁性质主要来源于磁偶极相互作用,且相关最近邻长程偶极相互作用能量标度Dnn=3.00 K.

40Ar+诱导无定形碳到金刚石纳米晶相变的研究
Phase transition from amorphous carbon to diamond nanocrystalline induced by 40Ar+

胡建刚, 王震遐, 勇震中, 李勤涛, 朱志远
物理学报. 2006, 55 (12): 6538-6542      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6538
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摘要
通过60 keV的40Ar+辐照无定形碳靶合成了大量尺寸不同的金刚石纳米颗粒.高分辨透射电子显微镜配合能量色散X射线谱和电子衍射以及Raman谱分析的结果表明,这些嵌于具有扰动石墨结构薄膜中的纳米金刚石颗粒,其成核率很高(约为1013/cm2),而且可以生长到较大的尺寸,有的甚至可以达到微米量级.对其相转变过程也进行了初步探讨.

金属玻璃形成液体的热力学特性
Thermodynamic characteristics of metallic glass-forming liquids

夏明许, 孟庆格, 张曙光, 马朝利, 李建国
物理学报. 2006, 55 (12): 6543-6549      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6543
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摘要
通过分析规则熔体的热力学模型,计算了典型金属玻璃的熔体混合焓ΔHmix和混合熵ΔSmix.结合临界冷却速率,归纳出典型金属玻璃形成液体的热力学特性,并提出基于原子尺寸、元素组成以及元素之间混合焓等参数的形成大块金属玻璃的成分判定方法.结果表明,当ΔHmix<-15 kJ·mol-1且ΔSmix>0.6 J·K-1mol-1时,合金易于形成大块金属玻璃.金属玻璃的临界冷却速率Rc具有明显的尺寸效应,其值与熔体的ΔSmix值呈指数关系,可以用Rc=42.24×104exp(-13.91ΔSmix)+19.66粗略判断.运用该方法成功设计并制备出远离原有Zr基大块金属玻璃形成区域(55at%—65at%Zr)的Zr40Al10Ni15Cu35和四元Fe-B基Fe53Co5Nd12B30大块金属玻璃.

Cu/SiO2/Si(111)体系中Cu和Si的扩散及界面反应
Diffusion and interface reaction of Cu and Si in Cu/SiO2/Si (111) systems

曹 博, 包良满, 李公平, 何山虎
物理学报. 2006, 55 (12): 6550-6555      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6550
全文: [PDF 281 KB] 下载:(2383)
摘要
室温下利用磁控溅射在p型Si(111)衬底上沉积了Cu薄膜. 利用X射线衍射和卢瑟福背散射分别对未退火以及在不同温度点退火后样品的结构进行了表征. 在此基础上,研究了Cu/SiO2/Si(111)体系的扩散和界面反应. 实验结果表明:当退火温度高于450℃时出现明显的扩散现象,并且随着温度的升高,体系扩散现象会更加显著. 当退火温度低于450℃时没有铜硅化合物生成,当温度达到500℃时才有铜硅化合物生成.

阻尼作用下一维体系热传导性质的研究
Heat conduction in one-dimensional systems with damping

李新霞, 唐 翌
物理学报. 2006, 55 (12): 6556-6561      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6556
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摘要
利用分子动力学方法,研究了阻尼对一维体系热传导性质的影响.研究结果表明,当体系的可积性因阻尼的引入而被破坏时,在一维谐振子晶格体系中也能够形成线性的温度分布.弱阻尼对非可积体系的温度分布和热导率的影响是一种微扰,而对于可积体系是一种性态的改变.在强阻尼条件下,由于体系能量的过度耗散,体系中呈现出凹形的温度分布和收敛的热导率.
凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质

砷化镓离子团簇的稳定性研究
Study of the stability of gallium-arsenic ion clusters

杨建宋, 李宝兴
物理学报. 2006, 55 (12): 6562-6569      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6562
全文: [PDF 655 KB] 下载:(1405)
摘要
采用全势能线性糕模轨道分子动力学方法,详细研究了砷化镓离子团簇GanAsn(n=4,5,6)的几何结构和稳定性.分别找到了这些离子团簇的最低能量结构,通过计算发现这些结构明显不同于中性团簇的基态结构.还发现离子团簇的其他稳定结构与对应的中性结构相比也有较大的结构畸变.在这些砷化镓离子团簇中,相对于砷原子而言,镓原子更容易处在帽原子的位置上.

稀土对镁合金应力腐蚀影响电子理论研究
Electronic theoretical study on the influence of rare earth on the stress corrosion in magnesium alloy

刘贵立
物理学报. 2006, 55 (12): 6570-6573      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6570
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摘要
建立了镁合金纯净晶界及其析出Mg17Al12相的晶界原子集团,应用实空间的递归方法计算了铝、稀土元素在晶界的偏聚能,晶界处铝、稀土原子间相互作用能和不同体系的费米能级.讨论了铝、稀土在晶界的偏聚行为,铝、稀土原子间的相互作用与有序化的关系及稀土对镁合金晶间应力腐蚀影响的物理本质.研究发现:铝、稀土原子偏聚于晶界;铝原子间相互排斥,在晶界区形成有序相Mg17Al12,稀土原子间互相吸引,形成原子团簇;稀土原子团吸引铝原子,使铝原子渗入稀土团簇中,形成稀土化合物.因此,稀土具有抑制铝在晶界形成导致应力腐蚀的阴极相Mg17Al12的作用,提高镁合金的晶间应力腐蚀抗力.

CuI晶体缺陷态电子结构及其施主-受主对发光机理的研究
Electronic structure of intrinsic defects and mechanism of donor-acceptor pair luminescence in CuI crystal

刘海兰, 顾 牡, 张 睿, 徐荣昆, 黎光武, 欧阳晓平
物理学报. 2006, 55 (12): 6574-6579      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6574
全文: [PDF 226 KB] 下载:(1283)
摘要
运用相对论密度泛函理论和嵌入分子团簇方法,模拟计算了具有γ相CuI晶体的本征缺陷态电子结构.结果表明,四面体间隙Cu和Cu空位最有可能在禁带中引入浅施主和受主能级,从而形成施主-受主对(DAP),产生420—430 nm的DAP复合发光.

新超导体MgCNi3的虚晶掺杂研究
Virtual-crystal doping study in novel superconductor MgCNi3

马 荣, 张加宏, 杜锦丽, 刘 甦, 刘 楣
物理学报. 2006, 55 (12): 6580-6584      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6580
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摘要
用全势线性缀加平面波方法,考虑局域自旋密度近似研究虚晶掺杂MgCNi3的超导电性和磁性.计算了自旋极化能带结构、体弹性模量和它对压力的导数、原子磁矩m及其变化率.计算结果表明,对于电子掺杂的Mg1-xAlxCNi3(0≤x≤0.5),超导电性和磁涨落随掺杂量的增加逐渐减小.空穴掺杂的Mg1-xNaxCNi3,在x=0.12处出现铁磁相变,超导电性消失.在MgCNi3少量空穴掺杂区域(0≤x<0.12),表现为超导与磁涨落共存的不稳定状态.

单壁碳纳米管微分电导在高压和强磁场下的实验研究
Study of single-walled carbon nanotube's differential conductance in high magnetic field under high pressure

蔡建臻, 朱宏伟, 吴德海, 刘 峰, 吕 力
物理学报. 2006, 55 (12): 6585-6588      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6585
全文: [PDF 161 KB] 下载:(1011)
摘要
单壁碳纳米管在高压下会发生结构相变,导致金属型的碳纳米管变成半导体.相变后碳纳米管中电子的库仑关联的表现形式发生变化,从Luttinger liquid行为转变成环境量子涨落行为.同时,相变后电子波函数的相位关联导致弱局域化行为的出现.为了研究库仑关联和相位关联之间是否有相互影响,使用金刚石对顶砧和液压自锁高压包在0—10 GPa准静压范围内测量了单层碳纳米管样品在低温和不同磁场下的微分电导随偏压的依赖关系.实验结果表明,相位关联和库仑关联是两种独立的效应,各自影响着电子的输运行为.

Fe在高压下第一性原理计算的芯态与价态划分
The division of iron's core and valence states under high pressures via first-principles calculation

孙 博, 刘绍军, 祝文军
物理学报. 2006, 55 (12): 6589-6594      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6589
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摘要
采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法的第一性原理计算,对过渡金属Fe元素进行自旋极化的总能量计算,能量计算精度取为平均每个原子0.01 eV.通过分析分波能带展宽与能带电子对总能量的贡献,讨论了在不同压强范围下第一性原理计算时Fe原子芯态与价态的合理划分.结果显示,当压强增加到约140 GPa时,3p电子对总能的贡献将不能忽略,而在地心压强下,3 s电子的贡献可以忽略.

非线性系数对超晶格透射的影响
Effects of nonlinearity on the transmission property of superlattices

刘炳灿, 潘学琴, 任志明
物理学报. 2006, 55 (12): 6595-6599      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6595
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摘要
研究了非线性系数对超晶格中波透射的影响.把非线性薛定谔方程转化成二阶差分方程,通过迭代此差分方程得到透射谱.透射谱显示非线性系数对波的透射有明显的调制作用.

p型GaN/Al0.35Ga0.65N/GaN应变量子阱中二维空穴气的研究
Research of two-dimensional hole gas in p-GaN/Al0.35Ga0.65N/GaN strained quantum-well

游 达, 许金通, 汤英文, 何 政, 徐运华, 龚海梅
物理学报. 2006, 55 (12): 6600-6605      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6600
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摘要
对Ga面p型GaN/Al0.35Ga0.65N/GaN应变异质结构中形成的二维空穴气(2DHG)进行了研究.首先基于半导体-绝缘体-半导体异质结构模型确定了应变异质中的临界厚度,然后自洽求解薛定谔方程和泊松方程,计算了当中间势垒层AlGaN处于完全应变状态和半应变状态两种条件下,顶层GaN及中间层AlGaN厚度的变化对2DHG分布的影响.计算结果表明,势垒层AlGaN和顶层GaN的应变状态和厚度对极化引起的2DHG面密度及分布有重要影响.在此基础上制备了p型GaN/Al0.35Ga0.65N/GaN应变量子阱结构肖特基器件,并通过器件的C-V测试证实了异质结处2DHG的存在.器件响应光谱的测试结果表明,由于p型GaN/Al0.35Ga0.65N/GaN量子阱中强烈的极化作用和Stark效应使得器件零偏压和反向偏压时的响应光谱都向短波方向移动了10 nm,在零偏压下器件在280 nm处的峰值响应为0.022 A/W,在反向偏压为1 V时,峰值响应达到0.19 A/W,已经接近理论值.

冷原子穿越激光束的量子隧穿时间
Quantum tunnelling time of cold atom passing through a laser beam

唐 霖, 黄建华, 段正路, 张卫平, 周兆英, 冯焱颖, 朱 荣
物理学报. 2006, 55 (12): 6606-6611      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6606
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摘要
原子通过激光冷却技术能够被制备在低温状态,这时冷原子云会展现出量子力学的波动性.研究了一束冷原子入射到一个蓝失谐的激光束上所表现出的量子力学隧穿效应.蓝失谐的激光束相对于冷原子而言等效于一个量子力学势垒.根据二能级模型,在理论上分析了具有内部结构的原子矢量物质波穿过激光束的量子力学反射与透射,特别是对原子穿越激光束所需的时间——量子隧穿时间进行了详细的研究.量子力学波动性使得冷原子穿越一个激光束时明显地展现出与经典粒子(热原子)不同的结果.

微晶硅薄膜晶体管稳定性研究
Investigation on stability of microcrystalline silicon thin film transistors

李 娟, 吴春亚, 赵淑云, 刘建平, 孟志国, 熊绍珍, 张 芳
物理学报. 2006, 55 (12): 6612-6616      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6612
全文: [PDF 180 KB] 下载:(1314)
摘要
对有源区处于结构过渡区的微晶硅底栅薄膜晶体管,测试其偏压衰退特性时,观察到一种“自恢复”的衰退现象.当栅和源漏同时施加10 V的偏压时,测试其源-漏电流随时间的变化,发现源-漏电流先衰减、而后又开始恢复上升的反常现象.而当采用栅压为10 V、源-漏之间施加零偏压的模式时,源-漏电流随时间呈先是几乎指数式下降、随之是衰退速度减缓的正常衰退趋势.就此现象进行了初步探讨.

La0.82Te0.18MnO3薄膜的输运特性和光诱导效应
Transport properties and photo-induced effect in La0.82Te0.18MnO3 thin film

王建元, 陈长乐, 高国棉, 韩立安, 金克新
物理学报. 2006, 55 (12): 6617-6621      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6617
全文: [PDF 216 KB] 下载:(1140)
摘要
用脉冲激光沉积法制备了非金属Te掺杂的钙钛矿锰氧化物La0.82Te0.18MnO3单晶薄膜.该薄膜从83 K升温至373 K过程中发生金属-绝缘体相变,转变点温度为283 K.其电阻率在T<TMI时符合电子-电子、电子-磁振子散射公式;在T>TMI时为小极化子输运.薄膜在低温段连续激光(波长为532 nm,40 mW)作用下电阻率显著增大,电阻变化率在253 K达到最大值51.1%,该变化率远大于相同条件下的空穴掺杂材料;在高温段产生了较小的光电导,电阻变化率小于10%.这些现象主要与激光激励下自旋系统和小极化子的变化有关.La0.82Te0.18MnO3薄膜在激光诱导下具有明显的与自旋相关的弛豫现象.激光开始作用时薄膜电阻率随时间的变化符合指数关系.

超导体界面层的电场电荷分布及起源
The distribution and origination of electric field and charge in interface layer of superconductor

杨鹏飞, 陈文学
物理学报. 2006, 55 (12): 6622-6629      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6622
全文: [PDF 296 KB] 下载:(912)
摘要
从相对论性超导场方程出发,探讨了弱磁场条件下超导体界面层的结构及形成机理.得出在超导体界面层电场、电势差、Hall效应及电荷密度“三明治”式层叠结构的存在,是源于满足相对论协变性要求的势场可观测效应.并提出了一个实验思路,以期验证该观点的正确性.

Ⅰ型锗基笼合物Ba8Ga16-xSbxGe30的合成及热电性能
Synthesis and thermoelectric properties of Sb-doped type-Ⅰ Ge clathrates Ba8Ga16-xSbxGe30

熊 聪, 唐新峰, 祁 琼, 邓书康, 张清杰
物理学报. 2006, 55 (12): 6630-6636      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6630
全文: [PDF 300 KB] 下载:(1017)
摘要
用高温熔融结合放电等离子烧结(SPS)方法合成了Sb掺杂的单相n型Ba8Ga16-xSbxGe30化合物,探索了Sb对Ga的取代对其热电性能的影响规律.研究结果表明:随着Sb取代分数x的增加,Seebeck系数逐渐降低,Seebeck系数峰值对应的温度向低温方向偏移.电导率随着x的增加先增大后减小,当x=2时达到最大值.Sb取代Ga后对化合物的热性能有较大影响,其热导率和晶格热导率都有不同程度的降低.在所有n型Ba8Ga16-xSbxGe30化合物中,Ba8Ga14Sb2Ge30化合物的ZT值最大,在950 K左右其最大ZT值达1.1.

铁磁超导态/绝缘层/自旋三重态p波超导体结的直流Josephson电流
The dc Josephson current in superconductor-ferromagnet/insulator/spin-triplet p-wave superconductor junctions

李晓薇
物理学报. 2006, 55 (12): 6637-6642      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6637
全文: [PDF 232 KB] 下载:(1066)
摘要
由Bogoliubov-de Gennes方程得到铁磁超导共存态(FS)的自洽方程,利用推广的Furusaki-Tsukada的电流公式计算了铁磁超导态/绝缘层/自旋三重态p波超导体(FS/I/p)结的直流Josephson电流随结的温度、相位差以及FS中磁交换能、结界面的势垒散射强度的变化关系.研究表明:FS中磁交换能、结界面的势垒散射均抑制FS/I/p结的直流Josephson电流.当自旋三重态超导体具有px波配对势时,自旋三重态超导体结的直流Josephson电流随结两侧相位差的振荡周期是π.

填充式方钴矿化合物CeOs4Sb12近藤相互作用的非弹性中子散射研究
Kondo interactions in the CeOs4Sb12 skutterudite studied by inelastic neutron scattering

杨昌平, 周智辉, 王 浩, K. Iwasa, M. Kohgi
物理学报. 2006, 55 (12): 6643-6646      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6643
全文: [PDF 173 KB] 下载:(1067)
摘要
CeOs4Sb12晶体中由于导电电子与Ce3+ 4f1电子之间存在c-f杂化作用导致费米面附近存在能量间隙.这种c-f近藤相互作用和能量间隙是理解CeOs4Sb12物理性质,如近藤绝缘体行为、Ce3+磁矩在低温下猝灭以及重费米性等电、磁性质的关键.当用LAM-D中子谱仪对粉末CeOs4Sb12进行测量时,可以得到不同温度下CeOs4Sb12的非弹性中子散射谱.结果表明CeOs4Sb12中存在近藤相互作用,其作用强度为3.1 meV,证实了CeOs4Sb12为近藤绝缘体.中子测量得出CeOs4Sb12德拜温度为317 K.

PtMn层厚度对NiFe/PtMn双层膜交换偏置形成及热稳定性的影响
The formation and thermal stability of exchange bias in NiFe/PtMn bilayers

李 岩, 陈庆永, 姜宏伟, 王艾玲, 郑 鹉
物理学报. 2006, 55 (12): 6647-6650      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6647
全文: [PDF 177 KB] 下载:(843)
摘要
采用磁控溅射的方法制备了一组以(Ni0.81Fe0.19)1-xCrx作为缓冲层的NiFe/PtMn双层膜样品,研究了NiFe/PtMn双层膜的形成过程和热稳定性.实验表明,Cr成分的不同会引起NiFe/PtMn双层膜中PtMn层晶粒尺寸的不同,使NiFe/PtMn双层膜的交换偏置场与PtMn层厚度之间呈现不同的变化关系.热稳定性实验表明,PtMn晶粒尺寸较大的样品,出现交换偏置现象所需要的临界厚度较小,热稳定性好,这与Mauri的理论模型一致.

ZnCoO稀磁半导体的室温磁性
Room-temperature ferromagnetism in Co-doped ZnO diluted magnetic semiconductor

王 漪, 孙 雷, 韩德栋, 刘力锋, 康晋锋, 刘晓彦, 张 兴, 韩汝琦
物理学报. 2006, 55 (12): 6651-6655      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6651
全文: [PDF 244 KB] 下载:(1228)
摘要
采用固相反应法,将ZnO和Co2O3粉末按不同的成分配比混合,制备了稀磁半导体Zn1-xCoxO (x=0.02,0.06,0.10)材料.并使用H2气氛退火技术对样品进行了处理,得到了具有室温铁磁性的掺Co氧化锌稀磁半导体.利用全自动X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、高分辨透射电子显微镜和超导量子干涉器件磁强计对样品的结构、晶粒的尺寸、微观形貌以及磁性等进行了测量和标度.

Bi底层对FePt薄膜的影响
The effect of a Bi underlayer on FePt thin film

冯 春, 李宝河, 韩 刚, 滕 蛟, 姜 勇, 刘泉林, 于广华
物理学报. 2006, 55 (12): 6656-6660      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6656
全文: [PDF 184 KB] 下载:(1081)
摘要
利用磁控溅射的方法,在玻璃基片上制备了以Bi为底层的FePt薄膜,经不同温度真空热处理得到L10-FePt薄膜.研究了Bi做底层对FePt薄膜的有序化温度及矫顽力Hc的影响.实验结果表明:以Bi做底层的FePt薄膜在350℃实现低温有序,同时其Hc也有大幅度提高,并且可以在更大成分范围内获得Hc较高的L10-FePt薄膜.利用X射线光电子能谱研究了薄膜中Bi原子的分布情况,利用X射线衍射研究了薄膜的晶体学结构变化.结果表明,Bi底层在退火过程中的扩散促进了FePt薄膜有序度的升高.

CaCu3Ti4O12陶瓷的微观结构和电学性能
Microstructures and electrical properties of CaCu3Ti4O12 ceramics

邵守福, 郑 鹏, 张家良, 钮效鵾, 王春雷, 钟维烈
物理学报. 2006, 55 (12): 6661-6666      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6661
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摘要
利用传统的固相反应工艺,在不同的烧结温度下制备了一系列的CaCu3Ti4O12陶瓷样品,考察了其微观结构以及介电和复阻抗方面的电学性质.研究发现这些样品在微观结构方面可分为三种类型,高介电性与微观结构有着密切的关联性.室温下,样品的低频介电常数随陶瓷晶粒尺寸的增大而提高.随着测试温度的升高,不同微观结构类型的样品呈现出不同的电学性质的变化,但其中也存在着一些相同的特征.高温下,介电频谱呈现出一个低频介电响应和两个类Debye型弛豫色散,复阻抗谱呈现出三个Cole-Cole半圆弧.将实验上观测到的电学性质的起因归于陶瓷多晶微结构中的晶畴、晶界和晶粒内的缺陷.

电光效应的自相似性
Self-similarity of the electro-optical effects

童永在, 王西安, 余本海, 胡雪惠
物理学报. 2006, 55 (12): 6667-6672      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6667
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摘要
通过对KNbO3,LiNbO3,BaTiO3及几种半导体晶体的电光系数进行数值分析,发现电光系数在自由状态和受夹状态下对应的Miller-δ系数相同,与外加电场频率无关,进而提出用Miller-δ系数表征晶体非线性光学性质.在此基础上,提出一种全新的电光效应产生机制,认为电光效应源于非线性系统的自相似性,表现为对线性性质的一种“自我复制”,而Miller-δ系数是“自我复制”的比例因子.

Cu60Zr30Ti10非晶合金弛豫和晶化过程的小角X射线散射研究
Small angle X-ray scattering research of the relaxation and crystallization process in Cu60Zr30Ti10 amorphous alloy

程伟东, 孙民华, 李佳云, 王爱屏, 孙永丽, 刘 芳, 刘雄军
物理学报. 2006, 55 (12): 6673-6676      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6673
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摘要
应用小角X射线散射技术研究了Cu60Zr30Ti10非晶合金从300到813 K之间微结构的演化情况.发现在淬火状态下Cu60Zr30Ti10非晶合金中存在直径30 nm左右的富Cu区.非晶的结构弛豫包括573 K之前的低温结构弛豫和573 K到玻璃转变温度的高温结构弛豫,弛豫的结果是产生含有有序原子团簇的富Cu区,这些有序原子团簇的富Cu区是随后晶化过程中晶核产生的基础.Porod曲线分析表明,晶化生成的纳米体心立方CuZr相和基体之间有明锐的界面.

中间层Re的加入对覆膜钡钨阴极性能的改善
Improved performance of the dispenser cathode with a Re intermediate layer

李玉涛, 张洪来, 刘濮鲲, 张明晨
物理学报. 2006, 55 (12): 6677-6683      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6677
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摘要
研究了一种新型的覆膜钡钨阴极——双层膜(Os-W/Re膜)钡钨阴极.对这种新型阴极的发射性能进行了测试,重点对其老炼前后表面薄膜的微观形貌进行了分析,表明中间层Re膜的加入使覆膜钡钨阴极的性能得到了改善.通过对Os-W双元合金膜钡钨阴极和Os-W/Re双层膜钡钨阴极发射特性的比较,发现Os-W/Re双层膜阴极的直流发射性能好于Os-W合金膜阴极.对两种阴极激活后发射表面的X射线光电子能谱分析表明,Os-W/Re双层膜阴极激活后表面形成的三元合金膜是其发射特性优于Os-W合金膜阴极的主要原因.应用扫描电子显微镜分析比较两种阴极激活老炼后的表面状态,结果表明:Os-W合金膜阴极在老炼一段时间后,其表面薄膜出现开裂,这会导致阴极发射均匀性下降;而Os-W/Re双层膜阴极在同样老炼条件下,发射表面薄膜均匀并保持完整,从而确保覆膜钡钨阴极发射均匀性和工作可靠性.
物理学交叉学科及有关科学技术领域

Er3+注入CdTe薄膜的结构和光电性能研究
Investigation on the crystal structure, optical and electrical properties of Er3+ implanted CdTe thin film

侯 娟, 郑毓峰, 董有忠, 匡代洪, 孙言飞, 李 强
物理学报. 2006, 55 (12): 6684-6690      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6684
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摘要
采用离子注入技术对近距离升华制备的CdTe薄膜进行Er3+掺杂研究.讨论了不同掺Er3+浓度对CdTe薄膜的结构和光电性能的影响.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计、霍耳效应测试系统和复阻抗分析仪对样品进行测试.结果表明,适当的掺杂量可以改善CdTe薄膜的结晶性能,降低晶界势垒高度,提高其导电性能.在一定掺杂范围内掺Er3+对CdTe薄膜的光能隙影响不大.

二维颗粒流从稀疏态到密集态的临界转变
The critical phenomena of the dilute-to-dense transition in two-dimensional granular flow

钟 杰, 彭 政, 吴耀宇, 史庆藩, 陆坤权, 厚美瑛
物理学报. 2006, 55 (12): 6691-6696      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6691
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摘要
研究了斜槽中的二维颗粒流由稀疏到密集转变的临界现象.在二维颗粒槽的入口流量Q0和出口尺寸d固定的条件下,记录并统计了稀疏流转变为密集流所经历的时间.研究发现,在统计时间内转变不发生的概率C(t)随时间指数衰减,其衰减的特征时间尺度α-1(d)可以很好地由幂律函数a(dc-d)-γ来拟合,其中dc为临界开口尺寸.此临界尺寸的存在确定了稀疏流到密集流转变的临界现象.

提高微晶硅薄膜太阳电池效率的研究
Investigation of improved conversion efficiency of microcrystalline silicon thin film solar cells

张晓丹, 赵 颖, 高艳涛, 陈 飞, 朱 锋, 魏长春, 孙 建, 耿新华, 熊绍珍
物理学报. 2006, 55 (12): 6697-6700      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6697
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摘要
采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术制备了系列微晶硅薄膜太阳电池,指出了气体总流量和背反射电极的类型对电池性能参数的影响.电池的I-V测试结果表明:随反应气体总流量的增加,对应电池的短路电流密度、开路电压和填充因子都有很大程度的提高,结果使得电池的光电转换效率得以提高.另外,ZnO/Ag/Al背反射电极能明显提高电池的短路电流密度,进而也提高了电池的光电转换效率.对气体总流量和背反射电极类型影响电池效率的原因进行了分析.

双光子阵列点激发同时多维荧光信息的处理
Information processing of multidimensional simultaneity fluorescence with two-photon array excitation

林子扬, 付 哲, 刘立新, 胡 涛, 屈军乐, 郭宝平, 牛憨笨
物理学报. 2006, 55 (12): 6701-6707      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6701
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摘要
五维同时荧光信息显微成像方法是一种新的荧光信息获取技术,它采用了双光子阵列点激发方式.这一方法可同时获取激发阵列点每点荧光的位置信息、荧光光谱信息和荧光寿命信息,弥补了现有荧光检测技术的不同功能信息不具有同时性的缺陷.给出了从这种技术的复合信息中提取复合光谱几何强度结构图像、不同光谱几何强度结构图像、不同光谱寿命图像的方法.提出了一种激发荧光强度修正系数矩阵方法,消除阵列点激发光强不均匀对激发荧光强弱产生的不利影响,取得明显效果.实验对实际样品做了数据采集和处理,给出图像结果,表明处理的效果良好.对存在的问题也作了讨论.
地球物理学、天文学和天体物理学

天文图像多帧盲反卷积收敛性的增强方法
Approaches to convergence enhancement of multiframe blind deconvolution of astronomical images

罗 林, 王 黎, 程卫东, 沈忙作
物理学报. 2006, 55 (12): 6708-6714      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6708
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摘要
天文图像多帧盲反卷积的收敛性受到初始目标、约束条件和光子噪声等因素的影响.提出了用实际光学成像系统参数确定频率带宽有限约束的方法.用Knox-Thompson 方法重构初始目标相位形成盲反卷积算法的初始目标函数.研究了一种新颖的有效减小光子噪声、边缘效应和振铃现象的方法.根据最大似然估计理论,用期望最大化的优化方法建立了改进的严格约束多帧盲反卷积算法.模拟图像和实际天文图像的复原结果表明,所建立的多帧盲反卷积,可以有效克服大气湍流和减小光子噪声,改善天文观察图像的分辨率,并部分消除光学系统衍射效应对恢复图像的影响.

聚焦光束大气传输光束扩展定标规律的数值分析
Numerical analysis of the scaling laws about focused beam spreading induced by the atmosphere

黄印博, 王英俭
物理学报. 2006, 55 (12): 6715-6719      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6715
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摘要
选取多种典型激光传输条件下的计算参量,对平台光束聚焦大气传输湍流热晕相互作用引起的光束扩展进行了数值分析.热畸变的产生是在快速变化的湍流扩束作用之后,在此假定的基础上,建立了描述聚焦光束大气传输光束扩展与大气传输特征物理参量的定标关系.在了解激光发射系统的特征参量和大气传输效应的特征参量之后,即可由定标关系迅速判断激光大气传输的效果,从而为激光工程系统的参量优化设计及其应用效能评估提供依据.

一种全球定位系统接收机单点定位的新算法及数值试验
The new algorithm for standalone positioning with global positioning system and numerical experiments

黄思训, 盛 峥
物理学报. 2006, 55 (12): 6720-6726      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.6720
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摘要
借助于Bancroft方法快速决定全球定位系统中接收机的大概位置,可作为观测方程线性化的初值.采用最小二乘法来求解方程时,观测数据存在较大误差(即出现粗差)的情况下,最小二乘解会出现不稳定性,即问题呈不适定性.为了克服解的不适定性,引入了正则化方法,采用正则化方法及正则化参数最优选择来提高抗粗差能力.实验结果表明,利用这种定位方法的抗粗差能力有一定的改进,这对实时、快速定位有重要意义.

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