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--2006, 55 (9)   发布日期: 2006-09-15
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总论

线性瞬态涡流电磁场定解问题解的唯一性和稳定性
Uniqueness and stability of solution to the linear transient eddy current electromagnetic field problem for determining solution

谢 莉, 雷银照
物理学报. 2006, 55 (9): 4397-4406      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4397
全文: [PDF 386 KB] 下载:(3575)
摘要
线性瞬态涡流电磁场定解问题的主要特点是边界条件使用磁感应强度的法向分量边界条件代替了电场强度的切向分量边界条件,约束方程中忽略了位移电流.这种具有特殊性的定解问题的解是否唯一和稳定对于求解瞬态涡流电磁场而言是一个基本问题.本文在非涡流区引入标量位函数,证明了在推导过程中起重要作用的辅助函数的存在性.通过推导线性瞬态涡流电磁场定解问题的能量估计式,证明了该定解问题的解是唯一的,并且关于初始条件和外源项是稳定的.本结果对于线性瞬态涡流电磁场的求解有一定的指导意义.作为应用,给出了通有单脉冲电流的单匝圆环线圈与球形导体共轴的涡流问题的解析解.

基于分子动力学模拟的主链型液晶聚合物的新模型
A new molecular model for main-chain liquid crystalline polymers based on molecular dynamics simulations

何 兰, 沈允文, 容启亮, 徐 雁
物理学报. 2006, 55 (9): 4407-4413      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4407
全文: [PDF 296 KB] 下载:(1199)
摘要
在传统的Gay-Berne (GB)/Lennard-Jones (LJ)模型的基础上,发展了一种用于模拟半刚性主链型液晶聚合物(LCP)的分子级模型,命名为Solo-LJ-SP-GB 模型.单一的LJ联合体和非线性弹簧被用于描述LCP分子中的间隔体.用分子动力学模拟半刚性主链型LCP系统(该系统由169条分子链组成,每两个刚性体之间的间隔体个数为6)时,该模型所需的计算时间不到传统的GB/LJ 模型所需时间的十分之一,大大地提高了计算效率.通过采用该模型模拟半刚性主链型LCP的相变问题,观察到了与半刚性主链型LCP分子中间隔体个数相关的热力学的奇偶效应以及从等方相到向列相的相转变过程.这些模拟结果与当前的试验结果相当符合,从而表明了该模型可以较为准确地描述出半刚性主链型LCP的结构特性.

非线性薛定谔方程的Jacobi椭圆函数解
Some new exact solutions of the Jacobi elliptic functions of NLS equation

龚伦训
物理学报. 2006, 55 (9): 4414-4419      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4414
全文: [PDF 831 KB] 下载:(1758)
摘要
用修正的影射法解非线性薛定谔方程,得到了一些新的Jacobi椭圆函数展开解.

可激发介质湍流的耦合同步及控制
Turbulence synchronization and suppression by coupling in excitable media

钱 郁, 宋宣玉, 时 伟, 陈光旨, 薛 郁
物理学报. 2006, 55 (9): 4420-4427      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4420
全文: [PDF 632 KB] 下载:(1119)
摘要
利用相互耦合方法实现了两个处于湍流态的可激发系统的精确同步,给出了确定耦合系数的方法,计算了最大横向Lyapunov指数.并基于相互耦合,将处于湍流态的可激发系统与两个处于不同状态的可激发系统进行相互耦合,实现了用两种不同方法对湍流态的稳定控制.

Kerr解的新形式及其隧穿辐射
New form of the Kerr solution and its tunneling radiation

蒋青权, 吴双清
物理学报. 2006, 55 (9): 4428-4432      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4428
全文: [PDF 165 KB] 下载:(1165)
摘要
Parikh最近将黑洞辐射视为半经典的隧穿过程,在考虑了自引力相互作用后,得出静态球对称Schwarzschild和Reissner-Nordstrm黑洞的辐射谱不是纯热谱.采用Doran给出的Kerr黑洞解的新形式,将Parikh的工作推广到Kerr黑洞,研究转动黑洞的隧穿辐射,得到了修正的辐射谱,它与黑洞的Bekenstein-Hawking熵变有关,不是纯热谱,但满足量子力学中的幺正性原理.

Kerr-Newman黑洞的谐振子模型及量子面积谱
The resonance model and quantum area spectrum of Kerr-Newman black hole

李传安, 苏九清
物理学报. 2006, 55 (9): 4433-4436      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4433
全文: [PDF 145 KB] 下载:(708)
摘要
利用Kerr-Newman黑洞的质量M,电量Q,角动量J和它们各自的对偶量,πMQJ,构成的六维相空间,通过规范变换,首先建立黑洞的简谐振子模型;再利用该模型进一步研究Kerr-Newman黑洞的量子面积谱.

logistic模型的倍周期分岔控制
Controlling the period-doubling bifurcation of logistic model

唐驾时, 欧阳克俭
物理学报. 2006, 55 (9): 4437-4441      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4437
全文: [PDF 243 KB] 下载:(2004)
摘要
研究了logistic模型的倍周期分岔的控制问题,设计了各种线性控制器,得到了系统在控制前和控制后的分岔图,改变了动力系统的分岔特性.根据实际的应用目的可以设计不同的控制器,使倍周期分岔延迟或提前出现,甚至消失.适当选择控制器增益可以使分岔控制的效果更好.

基于混沌动态S-Box的Hash函数
Keyed one-way Hash function construction based on the chaotic dynamic S-Box

郭现峰, 张家树
物理学报. 2006, 55 (9): 4442-4449      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4442
全文: [PDF 429 KB] 下载:(1726)
摘要
结合混沌系统与传统单向Hash函数设计方法的优点,提出了一种基于混沌动态S-Box的带秘密密钥的单向Hash函数构造方法.该方法用混沌S-Box替换和函数查找表来生成具有混沌特性的Hash摘要.与现有混沌Hash算法相比,新方案没有将原始数据直接参与混沌迭代,而是采用混沌动态S-Box替换来提高系统的实时性能.研究结果表明:该方法不仅有很好单向性、初值和密钥敏感性,且有较大的密钥空间,易于实现.

一个unified系统与R?ssler系统的组合研究
A novel chaotic system via combining a unified system with R?ssler system

高秉建, 陆君安, 陈爱敏
物理学报. 2006, 55 (9): 4450-4454      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4450
全文: [PDF 407 KB] 下载:(1294)
摘要
将Unified系统和Rssler系统凸组合构造了新的混沌系统,包括含两个参数的Unified-Rssler系统,以及含一个参数的Lorenz-Rssler系统和Chen-Rssler系统,通过计算最大Lyapunov指数谱、维数谱和计算机仿真,确定Chen-Rssler系统的混沌区域.

简并光学参量振荡器混沌反控制
Anti-control of chaos on the degenerate optical parametric oscillator

冯秀琴, 沈 柯
物理学报. 2006, 55 (9): 4455-4459      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4455
全文: [PDF 393 KB] 下载:(1752)
摘要
提出一种实现简并光学参量振荡器混沌反控制的方法,用正弦信号调制简并光学参量振荡器的基模衰减率,使简并光学参量振荡器从定态输出转化为混沌态.数值模拟结果表明,选择不同的调制幅度和调制角频率,只要满足系统的最大李雅谱诺夫指数大于零,即可实现不同的混沌轨道重构.通过比较最大李雅谱诺夫指数λmax随调制幅度和调制角频率变化曲线, 指出系统从周期态调制到混沌态比从无亚谐波输出的定态调制到混沌态更容易,有更宽的调制幅度和调制角频率选择范围.

非均质基底表面上团簇生长的Monte Carlo模拟
Monte Carlo simulation of cluster growth on an inhomogeneous substrate

高国良, 钱昌吉, 钟 瑞, 罗孟波, 叶高翔
物理学报. 2006, 55 (9): 4460-4465      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4460
全文: [PDF 396 KB] 下载:(1046)
摘要
Monte Carlo方法模拟了在非均质基底表面上团簇的生长过程.非均质基底由规则分布的A,B两类不同性质的物质(不同材料、不同温度等)组成.沉积粒子的初动能为E0,在不同相基底上单位长度扩散的能耗为EA,EB,粒子从A经过相界扩散到B的能耗为EAB.模拟中粒子的初动能E0.远大于EA,EB,粒子从B过相界到A能耗EBA取为0.结果表明,沉积在此类基底表面的粒子凝聚成具有分形结构的团簇.当EAB远大于EA,EB时,团簇的数目、团簇的回旋半径、团簇的分形维数均随E0/EAB呈周期性变化.

火灾烟雾颗粒凝并分形特性研究
Study on fractal coagulation characteristics of fire smoke particles

疏学明, 方 俊, 申世飞, 刘勇进, 袁宏永, 范维澄
物理学报. 2006, 55 (9): 4466-4471      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4466
全文: [PDF 283 KB] 下载:(1915)
摘要
火灾烟雾颗粒因布朗运动由初期的主粒子凝并形成大颗粒的凝团结构,其外形呈现出分形特征,根据分形理论对火灾烟雾颗粒凝团结构进行分析研究,采用场发射扫描电镜对多种材料的烟雾颗粒图像进行测试,通过对烟雾凝团图像进行处理,获得了火灾探测中常见的多种材料的分形维数和分形系数,给出了烟雾颗粒的主粒子粒径,并对其影响因素进行了对比分析,为火灾烟雾探测中颗粒凝并分形特性研究提供有益的探索.

紫细菌Rb.Sphaeroides 601外周捕光天线(LH2) B800吸收带的超快动力学研究
Observation of ultrafast excited-state dynamical evolution in B800 absorption band of light harvesting 2 (LH2) extracted from Rb. Sphaeroides 601

刘伟民, 刘 源, 徐春和, 钱士雄
物理学报. 2006, 55 (9): 4472-4477      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4472
全文: [PDF 342 KB] 下载:(1551)
摘要
利用从紫细菌Rb.sphaeroides 601 所提取出的外周捕光天线LH2以及其不同pH值酸化样品(部分和全部去除B800分子LH2)并采用不同波长下的飞秒单色抽运探测技术详细研究了LH2中B800吸收带内的激发态动力学过程.通过对野生型与部分/完全去B800分子LH2的比较研究,分析了B800吸收带激发后所表现出的丰富变化的动力学过程,研究结果表明激发B800带的动力学过程中包含着B850上激子带的直接激发而产生的对激发态动力学的贡献.

多脉冲激光对胶合透镜热破坏效应研究
Study on thermal damage to balsaming lens induced by multi-pulse laser

牛燕雄, 禹 烨, 段晓峰, 张 鹏, 武东生, 王秀生
物理学报. 2006, 55 (9): 4478-4482      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4478
全文: [PDF 221 KB] 下载:(959)
摘要
具有一定强度的激光辐照胶合透镜时可造成透镜的破坏.建立了多脉冲激光与材料相互作用的一维非稳态温度场模型,计算了瞬态温度场分布,并对胶合透镜前表面的熔融和胶合材料的软化进行了数值模拟研究.利用频率为10Hz,脉冲宽度为200ns,峰值功率为20MW的CO2激光对胶合透镜进行辐照实验研究.实验表明,当激光辐照时间为12s时,胶合透镜前表面发生熔融破坏;当照射时间为30s时,胶合材料发生软化并出现彩色斑纹,透镜完全破坏,理论分析与实验结果相符.
唯象论的经典领域

高斯波束对双层粒子的辐射俘获力
Radiation trapping forces acting on a two-layered spherical particle in a Gaussian beam

韩一平, 杜云刚, 张华永
物理学报. 2006, 55 (9): 4557-4562      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4557
全文: [PDF 291 KB] 下载:(1048)
摘要
从广义米理论出发,将入射高斯波束用矢量球谐函数展开.根据对电磁场动量的讨论,得出了高斯波束对多层球形粒子的辐射俘获力的表示式,并就单高斯波束对在轴双层有吸收粒子受到的辐射俘获力进行了数值模拟,讨论了束腰半径、吸收系数、内外层相对厚度对俘获情况的影响.

非傍轴矢量拉盖尔-高斯光束的二阶矩表示
The second-order moment representation of nonparaxial vectorial Laguerre-Gaussian beams

康小平, 吕百达
物理学报. 2006, 55 (9): 4563-4568      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4563
全文: [PDF 245 KB] 下载:(1456)
摘要
基于Porras提出的光传输的非傍轴矢量矩理论,推导出初始圆偏振的非傍轴矢量拉盖尔-高斯(LG)光束的特征参数,包括束宽、远场发散角和M2因子等的公式,并表示为级数求和形式.非傍轴矢量高斯光束公式作为特例给出.研究表明,基于二阶矩定义的束宽按双曲线规律传输,当w0/λ→0(w0为束宽,λ为波长)时,远场发散角θ趋于90°,大于非傍轴标量理论预示的值63.435°.非傍轴矢量LG光束的M2因子不仅与模指数p有关,而且还与w0/λ有关.最后,对非傍轴矢量LG光束和非傍轴标量LG光束的传输作了比较,结果表明在w0/λ较小时,矢量效应对远场发散角的影响十分显著.对θ→90°引起的问题和非傍轴矢量矩理论的适用范围,以及解决问题的可能途径作了分析和讨论.

矢量非傍轴厄米-拉盖尔-高斯光束的光束质量
The beam quality of vectorial nonparaxial Hermite-Laguerre-Gaussian beams

康小平, 何 仲, 吕百达
物理学报. 2006, 55 (9): 4569-4574      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4569
全文: [PDF 350 KB] 下载:(1594)
摘要
基于矢量Rayleigh-Sommerfeld衍射积分,推导出矢量非傍轴圆偏振厄米-拉盖尔-高斯(HLG)光束的远场解析表达式.矢量非傍轴圆偏振高斯光束可作为一般公式的特例给出.将桶中功率(PIB)概念推广到非傍轴范畴,用以描述矢量非傍轴光束的远场光束质量,其中光强用时间平均坡印廷矢量的z分量取代.数值计算和分析表明,矢量非傍轴HLG光束的PIB不仅与束腰宽度与波长之比w0/λ有关,而且还与α参数,模指数n和m以及所取桶的尺寸有关.

保偏光纤中相近频率传输区域的调制不稳定性
Modulation instability of near frequency propagation regime in polarization-maintaining fibers

贾维国, 史培明, 杨性愉, 张俊萍, 樊国梁
物理学报. 2006, 55 (9): 4575-4581      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4575
全文: [PDF 367 KB] 下载:(1015)
摘要
利用激光脉冲在光纤中传播时所遵守的相干非线性薛定谔耦合方程,研究了保偏光纤中两相近频率的线偏振光,其偏振方向相互正交且平行于光纤的双折射轴,且偏振方向沿两个双折射轴的分量强度相等时,在同为反常色散区和正常色散区所产生的调制不稳定性.结果表明在反常色散区和正常色散区都能产生调制不稳定性;在正常色散区存在不同的调制不稳定性功率区域,对应不同的功率区域,导致增益谱表现出明显的不同,并且当输入功率一定时,波长差(或频率差)的变化导致增益谱的变化.

高精度消色差相位延迟器性能测试研究
Study on the performance of high precision achromatic retarder

赵培涛, 李国华, 吴福全, 彭捍东, 张寅超, 赵曰峰, 王 莲, 刘玉丽
物理学报. 2006, 55 (9): 4582-4587      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4582
全文: [PDF 206 KB] 下载:(1103)
摘要
基于偏振调制原理,搭建了一套测量菱体型消色差相位延迟器延迟量的实验系统.利用本系统对高精度消色差相位延迟器进行了性能测试,实验结果表明特殊角入射的高精度消色差相位延迟器的设计原理正确,具有良好的消色差性能.对该系统进行误差分析表明系统测量误差小于1%,具有较高的精度,能够满足菱体型相位延迟器性能测试的使用要求,具有实际使用价值.

多层介质膜脉冲压缩光栅近场光学特性分析
Near-field optical property of multi-layer dielectric gratings for pulse compressor

刘世杰, 沈 健, 沈自才, 孔伟金, 魏朝阳, 晋云霞, 邵建达, 范正修
物理学报. 2006, 55 (9): 4588-4594      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4588
全文: [PDF 607 KB] 下载:(1711)
摘要
利用傅里叶模式理论分析了TE波自准直角入射的使用条件下,多层介质膜光栅的光栅区和多层膜区电场分布的特点.分别讨论了HfO2和SiO2为顶层光栅材料时,光栅结构参数对光栅脊峰值电场的影响,结果表明,对于不同膜厚的顶层材料,存在一个最佳膜厚度,使光栅脊峰值电场最小,并且当膜厚增大时,设计大高宽比的光栅可以降低该电场峰值.最后,在大角度条件下使用多层膜光栅也可以降低光栅脊处的峰值电场.

光谱色散后的相位调制光束衍射特性研究
Research on the diffraction characteristics of phase modulated laser beams dispersed spectrally

江秀娟, 周申蕾, 林尊琪, 朱 俭
物理学报. 2006, 55 (9): 4595-4601      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4595
全文: [PDF 410 KB] 下载:(1379)
摘要
用数值方法研究了激光驱动器系统中使用光谱色散平滑单元后光束的衍射特性.模拟结果表明,光谱色散会使光束衍射光斑变大,近场空间强度均匀性改善,而远场光斑内部存在光强接近于均匀分布的区域.进一步分析了光谱色散平滑单元中相位调制器的调制深度、调制频率及光栅色散系数等主要元件参数对光束传输特性的影响,发现在一定情况下光斑内部会出现较强的强度调制.

折射/衍射混合红外双焦光学系统设计
Design of a refractive/diffractive hybrid infrared bifocal optical system

董科研, 孙 强, 李永大, 张云翠, 王 健, 葛振杰, 孙金霞, 刘建卓
物理学报. 2006, 55 (9): 4602-4607      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4602
全文: [PDF 322 KB] 下载:(1413)
摘要
利用二元光学元件消色差和对波面进行任意整形的特点,将二元衍射面应用于红外双焦光学系统中,对变焦方程的解进行了分析,给出了具体的系统设计实例.设计结果表明,在仅使用4片锗透镜的情况下,系统焦距为80 mm,F数为0.8时,系统垂轴像差小于72μm,在10lp/mm时光学传递函数大于0.8;系统焦距为160mm,F数为1.6时,系统垂轴像差小于35μm,在10lp/mm时光学传递函数大于0.7.

二元矩形金属光栅衍射增强电磁理论
Electromagnetic theory of enhanced diffraction for a binary metallic grating

刘敏敏, 张国平, 邹 明
物理学报. 2006, 55 (9): 4608-4612      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4608
全文: [PDF 254 KB] 下载:(1606)
摘要
采用耦合波原理计算了TM波经过二元纳米量级金属光栅衍射的电磁场,研究了金属光栅的占空比、光栅深度及TM波入射角对衍射后的光栅表面电磁场的增强的影响,针对金属金、银做了探讨和分析,得出重要的结论.

记录飞秒级超快动态过程的脉冲数字全息技术
Pulsed digital holographic recording of ultra-fast process of the femto-second order

王晓雷, 王 毅, 翟宏琛, 朱晓农, 母国光
物理学报. 2006, 55 (9): 4613-4617      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4613
全文: [PDF 253 KB] 下载:(1081)
摘要
采用脉冲数字全息技术实现对飞秒级超快动态过程的数字显微全息记录.其中,全息记录系统将单脉冲分割成具有飞秒至皮秒量级时间延迟的角度相同的物光子脉冲序列和具有同样时间延迟的角度不同的参考光子脉冲序列,并以空间角分复用的方式在普通CCD的一帧图像上记录下包含多张子全息图的复合全息图,然后通过数字傅里叶变换和数字滤波的方法,分别再现出每张子全息图所记录的图像.通过对飞秒激光激发空气电离过程的全息记录,获得了具有飞秒时间分辨的等离子体形成和传播过程的动态图像.

理想腔中具有正交偶极矩的级联型三能级原子发射谱
Emission spectrum of a cascade three-level atom with orthogonal dipoles interacting with a single-mode field

周青春
物理学报. 2006, 55 (9): 4618-4623      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4618
全文: [PDF 300 KB] 下载:(1171)
摘要
假设原子具有两正交跃迁电偶极矩,运用全量子论研究了与单模电磁场共振相互作用的等距三能级原子的发射谱. 对不依赖于场强耦合和依赖强度耦合两种情况分别进行了发射谱的计算,并比较了原子偶极矩正交和平行条件下发射谱的异同. 结果表明,一般情况下,具有平行偶极矩的原子的发射谱谱线少于具有正交偶极矩的原子的谱线,一些谱线由于干涉而消失.

外场驱动对Tavis-Cummings模型中量子态保真度的影响
Effect of external field on the fidelity of quantum states in the two-atom Tavis-Cummings model

王忠纯
物理学报. 2006, 55 (9): 4624-4630      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4624
全文: [PDF 537 KB] 下载:(891)
摘要
求出了原子受到外部经典场驱动时,双原子T-C模型中量子态的保真度.通过数值分析,研究了外场以及特定初态下原子间偶极-偶极相互作用对量子态保真度的影响.

二项式光场与级联三能级原子的量子纠缠
Quantum entanglement of the binomial field interacting with a cascade three-level atom

胡要花, 方卯发, 廖湘萍, 郑小娟
物理学报. 2006, 55 (9): 4631-4637      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4631
全文: [PDF 442 KB] 下载:(1596)
摘要
利用量子熵理论,研究了二项式光场与级联三能级原子的量子纠缠,讨论了光场与原子的初始参量对其量子纠缠性质的影响.结果表明,利用二项式光场的特性,可以揭示从相干态到数态之间的所有态光场与三能级原子相互作用时的量子纠缠性质.选择适当的系统参数可以制备稳定的光场-原子qutrit纠缠态.

用激光-二能级原子系统实现一位通用量子逻辑门
Physical realization of single qubit gate using laser-two-level-atom system

陈明伦, 王顺金
物理学报. 2006, 55 (9): 4638-4641      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4638
全文: [PDF 141 KB] 下载:(1398)
摘要
使用代数动力学方法,对激光-二能级原子系统的含时薛定谔方程进行求解.该系统哈密顿量具有SU(2)代数结构,得到了严格解.基于严格解,适当调节单模激光场的频率和振幅以及短脉冲激光与二能级原子的二阶虚光子作用强度,可实现一位通用量子逻辑门.

高稳定的差分相位编码量子密钥分发系统
A highly stable differential phase shift key distribution QKD system

李明明, 王发强, 路轶群, 赵 峰, 陈 霞, 梁瑞生, 刘颂豪
物理学报. 2006, 55 (9): 4642-4646      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4642
全文: [PDF 201 KB] 下载:(1063)
摘要
在差分法基础上提出了一种改进的差分相位编码量子密钥分发(QKD)方案.Alice采用脉冲激光光源,通过两个串联光纤延迟环产生四个均匀的相干脉冲,并对脉冲进行差分调制,补偿了传输过程中环境对偏振的扰动.Bob采用双FM干涉仪,在窄脉冲门控模式下进行单光子探测.单程传输避免了木马攻击,增强了方案的安全性.实验结果表明,系统可以长期稳定运转(大于24h),误码率为3%.改进的系统具有高效、稳定、低成本的优点,实施方便,有很好的实用价值.

双纠缠原子在耗散腔场中的纠缠动力学
The entanglement dynamics of two entangled atoms in the dissipative cavity

姜春蕾, 方卯发, 吴珍珍
物理学报. 2006, 55 (9): 4647-4651      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4647
全文: [PDF 279 KB] 下载:(1406)
摘要
研究了能量损耗腔中,两纠缠二能级原子与单模辐射场相互作用过程中原子的纠缠动力学.结果表明:双纠缠原子的纠缠度演化特性决定于初始两原子间的纠缠度、纠缠形式、腔场的平均光数、腔场的衰变系数.当原子初始处于一特定纠缠态时,其纠缠度可以放大,并且不受腔场损耗的影响.

光子晶体中四能级系统的量子相干效应
Quntum interference of four-level atomic system embedded in photonic band gap structure

房元锋, 杜春光, 李师群
物理学报. 2006, 55 (9): 4652-4658      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4652
全文: [PDF 482 KB] 下载:(1341)
摘要
研究了处于光子带隙材料中的四能级原子系统的电磁感应透明、自发辐射和光子开关效应,分析了其稳态与瞬态特性, 发现特殊的模密度能够导致反常的吸收、色散、自发辐射及瞬态无反转增益, 并可以通过外加调制场进行控制.详细讨论了特殊频率处模密度的变化对透明窗口和光子开关效应的影响.

LD抽运Er3+,Yb3+共掺磷酸盐玻璃被动调Q激光器的理论分析和数值计算
Theoretical analysis and numerical calculation of LD pumped passively Q-switched Er3+,Yb3+ co-doped phosphate glass lasers

吴朝晖, 宋 峰, 刘淑静, 蔡 虹, 苏 静, 田建国, 张光寅
物理学报. 2006, 55 (9): 4659-4664      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4659
全文: [PDF 344 KB] 下载:(1458)
摘要
研究了以Co2+:MgAl2O4晶体为饱和吸收体的LD抽运Er3+,Yb3+共掺磷酸盐玻璃激光器.针对双掺离子之间的能量传递和Er3+的多种跃迁过程,结合Co2+:MgAl2O4晶体中Co2+离子的饱和吸收特性,给出了详尽的速率方程,在其基础上进行了数值分析,分析了输出镜透过率、激光介质长度、谐振腔长度、腔内往返损耗、饱和吸收体长度对激光阈值、峰值功率、单脉冲能量以及脉冲宽度的影响.

猫眼谐振腔氦氖激光器理论分析
Theoretic analysis of the cat’s eye cavity He-Ne laser

许志广, 张书练, 李 岩, 杜文华
物理学报. 2006, 55 (9): 4665-4672      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4665
全文: [PDF 402 KB] 下载:(1051)
摘要
猫眼逆向器作为谐振腔镜与一个凹面镜构成猫眼激光谐振腔.精确计算了三种猫眼逆向器(即理想猫眼逆向器和两种存在误差的猫眼逆向器)的逆向平行反射性,并对应用这三种猫眼逆向器的谐振腔中高斯光束的各项参数进行了深入分析,得出结论:对于高斯光束,凸透镜的焦距、凹面镜曲率半径、凸透镜与凹面镜间距三者相等的猫眼逆向器为理想逆向器,其逆向平行反射性最好,此时猫眼谐振腔处于理想状态,基模模体积最大,远场发散角最小,稳定性最好;在猫眼谐振腔的设计中,要尽量减小猫眼逆向器中凸透镜的焦距,增大凹面输出镜的曲率半径;猫眼逆向器存在误差时谐振腔的各项性能将受到影响.为猫眼谐振腔激光器的设计提供了理论依据.

光学薄膜测量时平顶光束激励的表面热透镜理论模型
Theory of surface thermal lens signal in optical coating with cw modulated top-hat beam excitation

陈潇潇, 李斌成, 杨亚培
物理学报. 2006, 55 (9): 4673-4678      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4673
全文: [PDF 463 KB] 下载:(1138)
摘要
推导了调制的平顶光束激励下基于Fresnel衍射积分的表面热透镜理论,通过数值模拟,比较了平顶光束和高斯光束激励下样品内部温度场、表面形变场和探测光衍射信号的径向分布,分析了影响表面热透镜信号的实验参数.结果表明,在最佳探测位置,平顶光束激励下的表面热透镜系统比相同情况下高斯光束激励下的灵敏度高,最高时约2倍,更有利于薄膜吸收测量.

输出平均功率大于2W的高功率、包层抽运、超短脉冲铒镱共掺光纤激光器
Clad-pumped Er3+/Yb3+-codoped short pulse fiber laser with high average power output exceeding 2W

刘艳格, 张春书, 孙婷婷, 鲁云飞, 王 志, 袁树忠, 开桂云, 董孝义
物理学报. 2006, 55 (9): 4679-4685      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4679
全文: [PDF 537 KB] 下载:(1324)
摘要
采用主振荡功率放大的方式,研制成功集宽带波长连续可调谐、带宽内输出功率谱均衡、高重复频率和高功率性能于一体的超短脉冲包层抽运铒镱共掺光纤激光器.将优化主振荡器和功率放大器的腔结构与掺铒光纤的饱和增益特性结合起来,实现了1535nm—1570nm(35nm带宽)的输出功率均衡的波长连续可调谐激光输出,在带宽内激光功率的最大波动仅为0.5dBm;带宽内平均输出功率大于2W、脉冲重复频率大于10GHz、脉冲宽度小于30ps.该激光器具有综合性能指标先进、结构简单、全光纤化、使用方便等优点.

向列相液晶中空间光孤子的观测
Observation of spatial solitons in nematic liquid crystals

展凯云, 裴延波, 侯春风
物理学报. 2006, 55 (9): 4686-4690      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4686
全文: [PDF 343 KB] 下载:(1142)
摘要
分别以He-Ne激光器、半导体激光器和Ar+激光器作为光源照射液晶材料,在低光强入射的情况下均观察到了光束的自聚焦现象以及空间光孤子的形成,观察到了长度l>5mm的孤子波和多模空间光孤子,并对空间孤子的产生条件及特性进行了讨论.

脉冲激光偏振方向对氮分子高次谐波的影响--基于含时密度泛函理论的模拟
Effect of different laser polarization direction on high order harmonic generation of nitrogen molecule——A simulation via TDDFT

崔 磊, 顾 斌, 滕玉永, 胡永金, 赵 江, 曾祥华
物理学报. 2006, 55 (9): 4691-4694      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4691
全文: [PDF 241 KB] 下载:(1316)
摘要
采用含时密度泛函方法,结合赝势模型和电子交换相关作用的广义梯度近似,模拟了氮分子在超强飞秒激光脉冲作用下的高次谐波产生现象,并研究了激光脉冲偏振方向对氮分子高次谐波的影响.结果表明氮分子的高次谐波谱具有典型原子谐波谱的特征;谐波谱强度随着θ(激光偏振方向与分子轴向夹角)的增大而减小.这与J.Itatanl在Nature上报道的实验结果基本一致.

有偏压光折变晶体中的小振幅行波孤子
Small amplitude travelling wave solitons in biased photorefractive crystal

陈守满, 石顺祥, 董洪舟
物理学报. 2006, 55 (9): 4695-4697      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4695
全文: [PDF 151 KB] 下载:(816)
摘要
利用行波变换法,推导出有正偏压光折变晶体中小振幅光波的行波正、负孤子解,证明在有正偏压光折变晶体中存在着正、负行波孤子;研究行波正、负孤子在光折变晶体中的传播,同已报道的稳态光折变空间孤子相比,它们具有不同的特性,行波正、负孤子在晶体中都表现为亮孤子,其幅度和宽度不变,传播中沿着直线的轨迹偏转,调整系统参数可以任意控制偏转角度.

介质覆盖对高阻表面带隙的影响
Impact of a cover layer to high impedance ground plane band-gap

郑秋容, 付云起, 林宝勤, 袁乃昌
物理学报. 2006, 55 (9): 4698-4703      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4698
全文: [PDF 518 KB] 下载:(1099)
摘要
采用周期矩量法对介质覆盖的高阻表面进行数值分析,绘出其能带结构图,并测试高阻表面加载不同介质时的表面波带隙,对理论分析的结果进行验证,为介质覆盖的高阻表面的设计提供参考.

双频激光回馈位移测量研究
Study on displacement measurement with optical feedback of dual frequency laser

毛 威, 张书练, 张连清, 朱 钧, 李 岩
物理学报. 2006, 55 (9): 4704-4708      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4704
全文: [PDF 408 KB] 下载:(1112)
摘要
提出了一种基于双频激光回馈效应的位移测量系统,并在理论和实验两方面进行了研究.实验中对激光器输出功率变化进行了探测,同时对两正交偏振光的光强变化进行了探测.研究发现当被测物体移动时,激光器输出功率受到调制,物体每移动半个光波长时,回馈信号为调制深度相等的两峰,系统分辨率提高了一倍,达到四分之一光波长.当物体运动方向改变时,两正交偏振光的光强变化顺序也随之改变,可以实现物体位移方向的判断.理论分析及模拟结果与实验结果相符合.研究表明该位移传感系统具有结构简单、分辨率高、可判向、测量范围大、可工作于强回馈区等优点.

分辨率为1pm的波长监测新方法
New scheme for wavelength monitoring with 1pm resolution

冯耀军, 曹庄琪, 陈 麟, 沈启舜
物理学报. 2006, 55 (9): 4709-4712      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4709
全文: [PDF 196 KB] 下载:(1058)
摘要
在亚毫米尺度金属包覆波导研究基础上,提出了一种波长监测的新方法.实验采用自由空间耦合技术,激发了波导中对波长变化十分灵敏的超高阶导模,并以此为探针,实现了1pm波长漂移的监测.

半导体光放大器亚皮秒量级超快动态特性的研究
Theoretical study on ultrafast response of semiconductor optical amplifier

蒋 中, 张新亮, 黄德修
物理学报. 2006, 55 (9): 4713-4719      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4713
全文: [PDF 355 KB] 下载:(1141)
摘要
通过考虑脉冲频谱的增益色散,提出了一个分析亚皮秒光脉冲在半导体光放大器(SOA)中传输的新思路.分别对超快光脉冲在时域和频域内进行离散化,建立了一个更为合理的传输数值模型.基于该模型,观察到了脉冲频谱的明显漂移,并探讨了漂移量与脉冲载波波长、脉冲能量、脉冲宽度、SOA长度和注入电流等外部条件之间的关系,从理论上解释了文献没有证实的实验结果.同时,基于交叉增益调制原理,利用双光束结构,描述了载流子加热、光谱烧孔效应和双光子吸收等非线性效应引起的增益压缩.理论分析的结果为改善SOA的动态特性提供了指导.

基于包层旋转折变型光纤光栅的动态增益均衡器
All fiber dynamic gain equalizer based on a fiber grating with rotary refractive index change

朱 涛, 饶云江, 王若崑, 王久玲
物理学报. 2006, 55 (9): 4720-4724      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4720
全文: [PDF 290 KB] 下载:(671)
摘要
提出并利用高频CO2激光脉冲在普通单模通信光纤上写出了包层旋转折变型长周期光纤光栅(R-LPFG). 在分析R-LPFG波导结构和双折射特性的基础上,对光栅周期数和折变旋转度分别为50和7.2°/周期的R-LPFG进行了实验研究.结果表明,这种类型的光栅可极大地降低其谐振波长对横向负荷不同作用方向所表现出的方向相关性,并且其谐振峰幅度横向负荷灵敏度在任意方向下均高达0.37dB/(g·mm-1) ,是普通LPFG横向负荷灵敏度的9倍左右.利用R-LPFG的温度线性响应特性和独特的横向负荷特性,设计并实验研究了一种动态增益均衡器,用其平坦掺铒光纤放大器增益谱,在C波段32nm范围内,其平坦度小于±0.5dB,可满足实际环境对通信系统的平坦应用要求.

基于啁啾镜色散补偿技术的超宽带飞秒激光脉冲
Ultra-broad-bandwidth femtosecond-pulse generation by chirped mirrors for dispersion compensation

田金荣, 韩海年, 赵研英, 王 鹏, 张 炜, 魏志义
物理学报. 2006, 55 (9): 4725-4728      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4725
全文: [PDF 253 KB] 下载:(1550)
摘要
在精确计算包括空气在内的钛蓝宝石激光器腔内色散的基础上,通过合理选取啁啾反射镜,直接用简单的四镜腔结构获得了光谱覆盖540—1030nm波段的超连续激光光谱.进一步探讨分析了实现超过一个倍频程光谱宽度的有关物理与技术.

声光偏转器扫描飞秒激光的时间色散补偿
Compensation of temporal dispersion for acousto-optical deflector scanning femtosecond laser

李德荣, 吕晓华, 吴 萍, 骆清铭, 陈 伟, 曾绍群
物理学报. 2006, 55 (9): 4729-4733      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4729
全文: [PDF 224 KB] 下载:(1828)
摘要
研究了声光偏转器(AOD)扫描飞秒激光的时间色散效应及补偿方案.在800nm波长处,单个AOD引入的群延时色散(GDD)可达~9300fs2.在深入分析AOD和棱镜角色散原理的基础上,提出了用色散棱镜预补偿AOD对飞秒脉冲的时间色散,并进行了实验证实.在AOD中心频率处(70MHz),将398fs的脉冲压缩到122fs,且整个带宽范围内(50MHz—90MHz)脉宽变化范围为120fs—180fs.这表明该方案用于AOD扫描飞秒激光时进行时间色散补偿是非常有效的.

空心毛细管束缚高压气体成丝的光谱演变
Spectrum evolution of filamentation restricted by capillary in high pressure gas

曹士英, 王 颖, 张志刚, 柴 路, 王清月, 杨建军, 朱晓农
物理学报. 2006, 55 (9): 4734-4738      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4734
全文: [PDF 364 KB] 下载:(649)
摘要
对高能量飞秒脉冲在充氩气玻璃管中自由成丝以及有空心毛细管束缚成丝两种情况下,输入脉冲能量和空心毛细管所处成丝位置等实验参数对光谱展宽的影响进行了系统的实验研究.结果表明采用空心毛细管束缚成丝,可以使被展宽光谱在短波方向上的强度获得改善.这为进一步脉冲压缩产生高能量单周期飞秒脉冲打下基础.

非对称熔锥法制作光纤光栅辅助耦合器型上下话路滤波器
Add/drop channel filter based on fiber-Bragg-grating-assisted coupler fabricated by asymmetric fused taper technology

董小伟, 裴 丽, 简水生
物理学报. 2006, 55 (9): 4739-4743      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4739
全文: [PDF 346 KB] 下载:(1253)
摘要
通过在失配光纤消逝场间的耦合作用中引入光栅调制扰动效应,推导出用于解释光栅辅助耦合器响应特征的耦合模方程,在此基础上全面分析了两光纤间的失配度对上下话路滤波性能的影响.采用非对称熔融预拉锥工艺,调整光纤的结构参数,制成了性能良好的光栅辅助耦合器,实验测试结果与理论计算符合得很好.

声波在一维声子晶体中共振隧穿的研究
Resonant tunneling of acoustic waves in 1D phononic crystal

王文刚, 刘正猷, 赵德刚, 柯满竹
物理学报. 2006, 55 (9): 4744-4747      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4744
全文: [PDF 239 KB] 下载:(2022)
摘要
通过从实验和理论方面对声波在一维声子晶体单晶体和被小的共振腔分开的双晶体中传播时发生的隧穿和共振隧穿现象的研究,观察到了声子晶体单晶体在带隙频率范围内发生的隧穿现象,而对于双晶体样品,在带隙频率范围内出现了很强的共振透射峰.共振发生时,实验测得的群时间很大,但是没有共振时,群速度却很快.

窄振动颗粒床中的运动模式
Motion modes of granular particles in a vibrating narrow tube

姜泽辉, 王运鹰, 吴 晶
物理学报. 2006, 55 (9): 4748-4753      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4748
全文: [PDF 371 KB] 下载:(869)
摘要
实验研究了竖直振动情况下,窄容器中颗粒的运动模式.发现运动模式与颗粒床厚度及振动加速度有很强的依赖关系.实验表明横向尺寸较小的容器可以抑制对流卷及拱起现象.对于足够厚的颗粒床,即使振动加速度很大,颗粒床下部仍然存在着颗粒聚集态.出现聚集态时,颗粒床对容器底的冲击力是倍周期分岔的.实验表明倍周期分岔点与颗粒床厚度无关.对于较薄的颗粒床,颗粒可以是聚集态或对流卷,视颗粒尺寸而定.如果使用尺寸分布非常窄的球形颗粒,可以观察到颗粒的有序排列.出现同心的圆筒形“壳”结构,每个“壳”上的颗粒是二维六角密排列的.

颗粒速度在颗粒流稀疏流-密集流转变中的作用
The effect of the granule velocity on the dilute-dense flow transition in granular system

黄德财, 孙 刚, 厚美瑛, 陆坤权
物理学报. 2006, 55 (9): 4754-4759      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4754
全文: [PDF 273 KB] 下载:(985)
摘要
用实验和计算模拟的方法研究了颗粒流中的颗粒速度与颗粒流特性的关系.实验研究发现当入口流量固定时,在出口上方高速运动的颗粒会使颗粒流由稀疏流向密集流转变的临界出口尺寸变小.当颗粒流转变为密集流后,颗粒速度的作用被出口上方的颗粒堆积区所消耗,最终变得与颗粒速度无关.二维分子动力学模拟计算得到了与实验相同的结论.通过二维分子动力学模拟计算,还给出了不同颗粒速度下体系的密度和速率在空间的分布图.这些分布图显示随着颗粒到达出口上方的瞬间速度的不同,颗粒堆积区的密度和高度均会改变,并最终导致颗粒流流动状态的改变.

动态断裂力学的无网格流形方法
Meshless manifold method for dynamic fracture mechanics

李树忱, 程玉民, 李术才
物理学报. 2006, 55 (9): 4760-4766      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4760
全文: [PDF 426 KB] 下载:(1813)
摘要
运用无网格流形方法求解动态断裂力学问题.该方法利用单位分解法和有限覆盖技术建立形函数,形函数的建立不受域内不连续的影响,可较好地求解裂纹问题.对于局部化问题,该方法的形函数构造较其他方法更为有效,避免了其他方法在建立试函数时没有考虑不连续尖端的缺点.由于采用有限覆盖技术建立试函数,该方法克服了不连续对试函数的影响,尤其当不连续变得复杂时,更能显示该方法在处理不连续方面的优点.在求解动态断裂力学问题时,弹性动力学积分弱形式的推导采用加权残数法,空间离散采用基于单位分解法的无网格流形方法,时间离散主要采用Newmark法.最后给出两个数值算例,将计算结果与解析解对比,说明该方法的正确性和可行性.

〈111〉晶向冲击加载下单晶铜中纳米孔洞增长的早期动力学行为
Initial dynamic behavior of nano-void growth in single-crystal copper under shock loading along 〈111〉 direction

邓小良, 祝文军, 贺红亮, 伍登学, 经福谦
物理学报. 2006, 55 (9): 4767-4773      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4767
全文: [PDF 317 KB] 下载:(1167)
摘要
利用分子动力学方法模拟计算了单晶铜中纳米孔洞在沿〈111〉晶向冲击加载下增长的早期过程.测量发现不同加载强度下等效孔洞半径随时间近似成线性变化.观测到单孔洞增长的两种位错生长机理:加载强度较低时,只在沿着冲击加载方向的孔洞顶点附近区域有位错的成核和运动;而随着加载强度超过一定阈值,在沿冲击加载和其垂直方向的孔洞顶点区域都观察到位错的成核和运动.在前一种机理作用下,孔洞只沿加载方向增长;在后一种机理作用下,孔洞同时沿加载和垂直于加载方向增长.分析孔洞表面原子的位移历史,发现沿加载及与其垂直方向的孔洞顶点沿径向的速度基本恒定,由此提出了一个孔洞生长模型,可以解释孔洞增长的线性生长规律.

三维方腔温盐双扩散的格子Boltzmann方法数值模拟
Three-dimensional numerical simulation of thermosolutal convection in enclosures using lattice Boltzmann method

卢玉华, 詹杰民
物理学报. 2006, 55 (9): 4774-4782      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4774
全文: [PDF 919 KB] 下载:(1377)
摘要
研究了温盐双扩散系统的多组分格子Boltzmann方法.通过对二维方腔的温盐双扩散系统的数值模拟,检验了方法的可行性及有效性,所得到的结果与差分法结果符合良好,继而将此方法推广到三维,建立了三维温盐双扩散系统的格子Boltzmann方法,对三维方腔双扩散问题进行了模拟和分析,并与差分法模拟的结果进行了比较,结果令人满意.最后,分析了格子Boltzmann方法在模拟双扩散对流问题时存在的局限性.

黏性液体中激光空泡脉动特性的理论和实验研究
The collapse and rebound of laser-induced cavitation bubble in viscous fluid

赵 瑞, 徐荣青, 沈中华, 陆 建, 倪晓武
物理学报. 2006, 55 (9): 4783-4788      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4783
全文: [PDF 315 KB] 下载:(1217)
摘要
通过自行研制的光偏转测试系统对黏性液体中激光空泡脉动特性进行了实验,获得了激光等离子体空泡前两次脉动全过程,从而判定了空泡在脉动过程中对应的最大和最小泡半径;并将不同黏性系数下空泡脉动结果与基于空泡溃灭理论的计算结果进行了对比.结果表明:液体黏性对空泡生存周期、空泡半径,以及泡壁的运动速度等均有影响.受液体黏性影响,空泡膨胀或收缩过程明显变缓,其相应的生存周期也越长.这一研究结果不仅可促进空化研究的深入,也可为合理利用空化现象提供参考.
流体、等离子体和放电

磁绝缘传输线振荡器中的次级电子倍增现象
Moltipactor discharge in a magnetically insulated transmission line oscillator

郝建红, 丁 武, 董志伟
物理学报. 2006, 55 (9): 4789-4794      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4789
全文: [PDF 341 KB] 下载:(1336)
摘要
根据磁绝缘传输线振荡器(MILO)的结构特点,建立了一个单边次级电子倍增(multipactor)模型,通过对敏感曲线、相位聚焦的计算,分析了MILO中发生multipactor的物理图象.结果表明:从聚焦区域大小看,单边发生multipactor 比双边要严重.在MILO中发生的multipactor都属于单边模式,并且有出现电子掠入射金属表面的大量机会,因此它发生multipactor比O型器件严重.
原子和分子物理学

溴乙烷分子的质量分辨阈值光谱
Mass analyzed threshold ionization spectra of ethyl bromide

唐碧峰, 熊平凡, 张 秀, 张 冰
物理学报. 2006, 55 (9): 4483-4489      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4483
全文: [PDF 322 KB] 下载:(1452)
摘要
利用单色双光子(1C2P)技术得到了高精度的溴乙烷分子的质量分辨阈值(MATI)光谱,精确给出了溴乙烷分子的绝热电离势和离子振动频率.从中性基态到离子基态两个自旋-轨道分量X1 2E1/2和X2 2E1/2的绝热电离势分别为83097±3 cm-1和85452±3 cm-1,离子基态两个自旋-轨道分量的间隔为2355±6 cm-1,这些值与文献报道值符合得较好,且精度更高.溴乙烷分子的单色双光子质量分辨阈值光谱展现出丰富的振动结构,这是在溴乙烷分子相继吸收两个光子的过程中波包在解离态势能面上演化的结果.以已有的离子振动谱标识为参考,以中性分子的振动频率为基础,标识了溴乙烷分子的质量分辨阈值光谱,发现观测到的振动模几乎都和溴乙烷分子的解离运动有关,其中还包括一些非全对称模.

BH2和AlH2分子的结构及其解析势能函数
Structure and analytic potential energy functions of the molecules BH2 and AlH2

孙金锋, 王杰敏, 施德恒, 张计才
物理学报. 2006, 55 (9): 4490-4495      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4490
全文: [PDF 325 KB] 下载:(1816)
摘要
运用二次组态相关(QCISD)方法,分别选用6-311++G(3df,3pd)和D95(3df,3pd)基组,对BH2和AlH2分子的结构进行了优化计算,得到BH2分子的稳态结构为C2v构型,电子态为2A1、平衡核间距RBH=0.1187nm、键角∠HBH=128.791°、离解能De=3.65eV、基态振动频率ν1(a1)=1020.103cm-12(a1)=2598.144cm-13(b2)=2759.304cm-1.AlH2分子的稳态结构也为C2v构型,电子态为2A1、平衡核间距RAlH=0.1592nm、键角∠HAlH=118.095°、离解能De=2.27eV、基态振动频率ν1(a1)=780.81cm-12(a1)=1880.81cm-1,ν3(b2)=1910.46cm-1.采用多体项展式理论推导了基态BH2和AlH2分子的解析势能函数,其等值势能图准确再现了BH2和AlH2分子的结构特征及其势阱深度与位置.分析讨论势能面的静态特征时得到BH+H→BH2反应中存在鞍点,活化能为150.204kJ/mol;AlH+H→AlH2反应中也存在鞍点,活化能为54.8064kJ/mol.

SiN团簇光电子能谱的指认
Assignment of photoelectron spectra of SiN cluster

袁勇波, 刘玉真, 邓开明, 杨金龙
物理学报. 2006, 55 (9): 4496-4500      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4496
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摘要
应用含时密度泛函理论研究了SiN团簇低能激发态的性质.将计算结果与前人已有的计算结果进行了比较,此外还根据计算得到的低能激发能对SiN-阴离子的光电子能谱进行了理论指认.研究表明,SiN-阴离子的基态为1Σ态,而光电子能谱上的X峰和A峰分别对应于1Σ→2Σ和1Σ→2Π的跃迁.研究结果还表明,用含时密度泛函的方法来处理激发态的问题是成功的.

等离子体效应对类氦氖Kα线系电偶极辐射的影响
Plasma effect on the Kα group emission of He-like neon

张 丽, 李向东, 蒋新革
物理学报. 2006, 55 (9): 4501-4505      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4501
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摘要
采用离子球模型,通过自洽求解Boltzmann方程和Poisson方程,得到类氦氖离子Kα线系的两条电偶极辐射光谱能量随等离子体环境的漂移.结果显示,Kα线系电偶极谱线随等离子体电子密度增大发生红移,红移量与等离子体电子密度有近似的正比关系;随着等离子体电子温度的降低,光谱红移对等离子体电子密度的敏感性增大.另外,所研究的两条谱线间的能量间隔随等离子体电子密度的增大而减小,减小量随等离子体电子密度的变化也呈现出近似的线性规律.值得注意的是,类氦氖Kα线系中两条电偶极谱线分别为互组合线与共振谱线,而其能量差就是1s2p(3P1)的交换能,因此进一步发现能级中交换能将随等离子体环境变化的规律.所观察到的光谱红移和精细结构分裂在高密度等离子体中都有明显的变化,对探索高密度等离子体的诊断新方法有重要意义.

铅黄铜合金中痕量元素定量分析的激光诱导击穿谱研究
Quantitative analysis of the trace element in Cu-Pb alloy by the LIBS

崔执凤, 张先燚, 姚关心, 汪小丽, 许新胜, 郑贤锋, 凤尔银, 季学韩
物理学报. 2006, 55 (9): 4506-4513      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4506
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摘要
实验上研究了最佳实验条件下铅黄铜合金中Ni,Fe两种杂质元素的LIBS分析谱线,在氦气、氩气、空气和真空等4种环境中,测定了Ni,Fe两种杂质元素分析中的LIBS定标曲线,定标曲线的拟合标准偏差在0.02—0.08范围内.

二维各向同性异向介质负折射特性仿真验证
Numerical verification of the NIR features for 2D isotropic LHM

孟繁义, 吴 群, 金博识, 王海龙, 吴 健
物理学报. 2006, 55 (9): 4514-4519      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4514
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摘要
提出了一种工作在C波段的二维各向同性异向介质,相比于以往的二维异向介质,它除了具有二维各向同性的优点外,还具有带宽更宽,单元结构的尺寸更小,构造也更简单的特点.通过分别仿真验证异向介质的双负特性和负折射特性最终肯定上述异向介质的存在.

氧离子激发光谱的精密测量
Precision measurement of excited spectra of oxygen ions

杨治虎, 张小安, 赵永涛, 殷纬纬, 李宁溪
物理学报. 2006, 55 (9): 4520-4527      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4520
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摘要
在2×1.7串列加速器上利用束-箔方法和装有CCD的Spectrapro-500i光谱单色仪的测量装置,在2MeV束能下研究了250nm—350nm波长范围离化态氧原子光谱.在250nm—350nm范围已确定的201条光谱线,确定的跃迁大部分属于OⅡ到OⅣ原子的n,l能级间的跃迁,一些实验结果与现有理论一致.实验发现,在这个范围的光谱大都属于弱跃迁谱线,并且许多谱线是以前没有观测到的.

激光驻波场中Cr原子运动轨迹与汇聚沉积的分析
Analysis of Cr atom trajectory and focusing deposition in the standing wave field

郑春兰, 李同保, 马 艳, 马珊珊, 张宝武
物理学报. 2006, 55 (9): 4528-4534      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4528
全文: [PDF 547 KB] 下载:(1097)
摘要
利用半经典模型,从铬原子在激光驻波场中的运动方程出发,通过数值解方法模拟了铬原子在驻波场中的运动轨迹,并分析了原子的纵向速度分布和准直程度及球差对沉积条纹结构的影响,同时也讨论了基片摆放位置对沉积条纹结构的影响,并通过实验得到了纳米光栅条纹结构.

内开槽螺纹回旋行波管线性理论研究
The linear theory of helically corrugated gyro-TWT

张雅鑫, 祝大军, 刘盛纲, 王峨锋
物理学报. 2006, 55 (9): 4535-4541      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4535
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摘要
基于耦合波理论,运用阻抗微扰法得到了内开槽螺纹波导的色散方程及耦合条件,并从相对论电子运动方程入手得到了自洽非线性方程组,通过一阶线性近似导出了注-波互作用线性关系及色散方程.运用数值计算及3维粒子模拟软件冷腔分析对该波导冷腔色散特性及注-波互作用色散特性进行了研究.

AunY(n=1—9)掺杂团簇的结构和电子性质研究
Geometry and electronic properties of bimetallic AunY(n=1—9) clusters

毛华平, 王红艳, 朱正和, 唐永建
物理学报. 2006, 55 (9): 4542-4547      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4542
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摘要
采用相对论有效原子实势(RECP)近似和密度泛函(B3LYP)方法,选择LANL2DZ基组,优化得到了AunY(n=1—9)二元掺杂团簇稳定的基态结构和电子性质.研究结果表明,掺杂Y原子的AunY(n=1—9)团簇随n的变化,其电离势、电子亲合能和费米能级与Aun(n=2—9)一样具有“奇-偶”振荡效应;团簇离子的稳定性具有“幻数”现象,Au2Y+和Au6Y+比其他团簇离子更稳定,与质谱实验结果一致;同一团簇中,团簇最稳定的异构体(基态)是趋于Y原子有最大的邻近的Au原子数.

第一性原理对NaBen(n=1—12)团簇最低能量结构及其电子性质的研究
First-principles study of the lowest energy structures and electronic properties of NaBen (n=1—12) clusters

葛桂贤, 井 群, 杨 致, 闫玉丽, 雷雪玲, 赵文杰, 王清林, 罗有华
物理学报. 2006, 55 (9): 4548-4552      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4548
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摘要
从第一性原理出发对NaBen(n=1—12)团簇的最低能量结构和电子性质进行了研究.结果表明,掺杂原子(Na)导致主团簇Ben的几何结构发生显著变化;出现了共价键和金属键的成键特性;Na-Be最近邻间距和能隙随着团簇尺寸的增加出现了振荡;n=4是团簇的幻数.

自旋多重度对钛三聚体原子结构的影响
Effects of spin multiplicity on atomic structure of titanium trimer

常志文, 王清林, 罗有华
物理学报. 2006, 55 (9): 4553-4556      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4553
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摘要
基于密度泛函理论,获得了钛三聚体在不同自旋多重度下的原子结构,并计算了对应的振动频率.发现自旋多重度对钛三聚体的原子结构有重要的影响,特别是对键长和振动频率.考虑自旋多重度后,钛三聚体的基态结构为自旋七重态.
凝聚物质:结构、热学和力学性质

分子动力学模拟不同组分下CaO-Al2O3-SiO2系玻璃微观结构的转变
Molecular dynamics study the effect of the ratio Ca/Al on CaO-Al2O3-SiO2 structure

朱才镇, 张培新, 许启明, 刘剑洪, 任祥忠, 张黔玲, 洪伟良, 李琳琳
物理学报. 2006, 55 (9): 4795-4802      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4795
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摘要
采用分子动力学模拟的方法研究了CaO-Al2O3-SiO2系玻璃的微观结构,发现Ca/Al=1/2时CaO-Al2O3-SiO2系玻璃(网硅酸盐体系)并不像传统理论认为的那样是一个完整的三维网络,而是存在一定量的非桥氧,从而从理论上进一步证实了Stebins等人的实验结果.同时也发现不同的Ca/Al比对Si和Al键接方式产生重要影响,在Ca/Al>1/2时,Al比Si容易成为网络的中间体,其首先插入网络体中间;在Ca/Al<1/2时,Si比Al容易成为网络中间体.虽然在能量上Al—O—Si占有扰势,但当Ca/Al从大于1/2变化到小于1/2时,仍有部分Al—O—Si转变成Al—O—Al和Si—O—Si,丰富了Al自回避规则的内容.

新型激光晶体Yb:KY(WO4)2的结构与光谱
Structure and spectrum of the novel laser crystal Yb:KY(WO4)2

王英伟, 王自东, 程灏波
物理学报. 2006, 55 (9): 4803-4808      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4803
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摘要
采用顶部籽晶提拉法,以K2W2O7为助溶剂,生长了Yb:KY(WO4)2新型激光晶体.经热重-差热分析,确定晶体熔点为1045℃,相变温度为1010℃.X射线粉末衍射测试,验证所生长的晶体为β-Yb:KY(WO4)2.晶体结构分析确定Yb:KY(WO4)2晶体由WO6八面体连接而成,WO6八面体是由双氧桥(WOOW)及单氧桥(WOW)构成.晶体粉末样品室温下的红外及拉曼光谱测试,确定WO6原子基团、双氧桥及单氧桥的振动频率.晶体的吸收峰位于940nm,980nm,发射峰位于989nm—1030nm.
凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质

Mg掺杂ZnO所致的禁带宽度增大现象研究
Investigation on the broadening of band gap of wurtzite ZnO by Mg-doping

靳锡联, 娄世云, 孔德国, 李蕴才, 杜祖亮
物理学报. 2006, 55 (9): 4809-4815      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4809
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摘要
采用第一性原理的超软赝势方法,研究了纤锌矿ZnO及不同量Mg掺杂ZnO合金的电子结构.理论计算表明,Mg的掺杂导致ZnO晶体的禁带宽度增大.研究发现,Zn 4s态决定导带底的位置,Mg的掺入导致Zn 4s态向高能端的偏移是导致禁带宽度增大的根本原因.

掺杂MgCNi3超导电性和磁性的第一性原理研究
First-principles calculations on the superconductivity and magnetism of doping MgCNi3

张加宏, 马 荣, 刘 甦, 刘 楣
物理学报. 2006, 55 (9): 4816-4821      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4816
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摘要
从第一性原理出发,计算了MgCNi3的电子能带结构.MgCNi3中C 2p与Ni 3d轨道杂化使穿梭费米面上的Ni 3d能带表现出平面性,费米面落在态密度范霍夫奇异(vHs)峰的右坡上.vHs峰上大的电子态密度和铁磁相变点附近的自旋涨落是决定MgCNi3超导电性的重要因素.研究了三种替代式掺杂对其超导电性和磁性的影响,发现电子掺杂使费米能级下滑到态密度较低的位置,导致体系转变为无超导电性的顺磁相;同构等价电子数的金属间化合物的轨道杂化,引起费米面上态密度的减少,降低了超导电性;而空穴掺杂使费米面向vHs峰值方向移动,虽然费米面上电子态密度增大可能提高超导电性,但增强了的Ni原子磁交换作用产生铁磁序,破坏了超导电性.

含有五边形—七边形缺陷的单壁纳米碳管的输运性质研究
Electronic transport properties of single-wall carbon nanotube with pentagon-heptagon-pair defect

曾 晖, 胡慧芳, 韦建卫, 谢 芳, 彭 平
物理学报. 2006, 55 (9): 4822-4827      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4822
全文: [PDF 363 KB] 下载:(1422)
摘要
运用第一性原理的密度泛函理论结合非平衡格林函数研究了含有五边形—七边形拓扑缺陷的纳米碳管异质结的输运性质.结果发现:拓扑缺陷对碳管的输运性质有很大影响;另外,不同类型的碳管形成的异质结的输运性质也有明显的差异.

有限温度下二维Heisenberg铁磁系统的横向声频支声子激发
Transverse acoustic phonon excitation of two-dimensional Heisenberg ferromagnetic system

成泰民, 鲜于泽
物理学报. 2006, 55 (9): 4828-4836      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4828
全文: [PDF 695 KB] 下载:(1242)
摘要
在二维正方Heisenberg铁磁系统的基础上建立了磁振子-声子相互作用模型.利用Matsubara格林函数理论研究了系统的横向声频支声子激发,计算了布里渊区的主要对称点线上的横向声频支声子色散曲线,发现在第一布里渊区的Σ线上,小波矢区(Γ附近kxa<0.2)横向声频支声子有硬化现象,但是在软化区(0.25<kxa<0.7)有横向声频支声子有软化现象,在M附近(0.75<kxa)横向声频支声子有硬化现象.在Δ线上没有发生横向声频支声子有软化与硬化现象.在Z线上小波失区(X附近kxa<0.65)横向声频支声子有软化现象,但是在M附近横向声频支声子有硬化现象.并且又讨论了各项参数对横向声频支声子激发的影响,发现磁振子-声子耦合与自旋波劲度常数对横向声频支声子软化起很大的作用.

Sm和Ce复合掺杂Skutterudite化合物的制备及热电性能
Synthesis and thermoelectric properties of the Sm and Ce multiple doping skutterudites

刘桃香, 唐新峰, 李 涵, 宋 晨, 杨秀丽, 张清杰
物理学报. 2006, 55 (9): 4837-4842      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4837
全文: [PDF 477 KB] 下载:(822)
摘要
用熔融法结合放电等离子快速烧结(SPS)制备出了单相的Sm和Ce复合掺杂的Skutterudite化合物SmmCenFe1.5Co2.5Sb12,研究了Sm和Ce复合掺杂总量对其热电性能的影响规律.结果表明:随着Sm和Ce复合掺杂总量的增加,p型SmmCenFe1.5Co2.5Sb12化合物的Seebeck系数增加、电导率和热导率降低.当掺杂总量相近时,和Sm、Ce单原子掺杂相比,Sm和Ce复合掺杂使Skutterudite化合物的热导率低10%—40%.Sm0.22Ce0.20Fe1.54Co2.46Sb11.89化合物的最大热电性能指数ZTmax值在775K时为0.84.

(Sb2Te3)0.75(1-x)(Bi2Te3)0.25(1-x)(Sb2Se3)x机械合金化粉体的制备及其冷压烧结样品的热电性能研究
Powders (Sb2Te3)0.75(1-x)(Bi2Te3)0.25(1-x)(Sb2Se3)x prepared by mechanical alloying and thermoelectric properties of cold-pressed and s

胡建民, 信江波, 吕 强, 王月媛, 荣剑英
物理学报. 2006, 55 (9): 4843-4848      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4843
全文: [PDF 349 KB] 下载:(1318)
摘要
采用机械合金化法制备了p型赝三元(Sb2Te3-Bi2Te3-Sb2Se3)合金粉体,对其进行XRD分析表明Te,Bi,Sb,Se单质粉末,经100h球磨后实现了合金化;SEM分析表明所得机械合金化粉体材料颗粒均匀、细小,颗粒尺寸在10nm到100nm量级.使用这种粉体制备了冷压烧结块体样品,在室温下测量了温差电动势率(α)和电导率(σ),研究了烧结温度对材料热电性能的影响,结果表明在低于300℃的烧结温区,样品室温下的热电性能随烧结温度的升高不断提高,功率因子(α2σ)由未烧结样品的0.59μW cm-1K-2升高到在300℃下烧结样品的15.9μW cm-1K-2,这一结果对确定材料的最佳烧结温度具有重要意义.

TeI4掺杂量对n型Bi2Te3基烧结材料热电性能的影响
Dependence of thermoelectric properties of n-type Bi2Te3-based sintered materials on the TeI4 doping content

蒋 俊, 许高杰, 崔 平, 陈立东
物理学报. 2006, 55 (9): 4849-4853      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4849
全文: [PDF 300 KB] 下载:(1429)
摘要
采用区熔法结合放电等离子体快速烧结(SPS)技术制备了n型Bi2Te3基热电材料.在300—500K的温度范围内测量了各热电性能参数,包括电导率(σ)、塞贝克系数(α)和热导率(κ),研究了掺杂剂TeI4的含量(质量百分比分别为0,0.05,0.08,0.10,0.13和0.15wt%)对热电性能的影响.结果表明:试样的载流子浓度(n)随TeI4含量增加而增大,使电导率增大、塞贝克系数的绝对值先增大而后减小,从而导致品质因子(α2σ)呈先增加后降低的变化趋势;同时,由于异质离子(I-)以及载流子对声子的散射作用增强,可显著降低其晶格热导率.烧结材料的性能优值(ZT=α2σT/κ)对应于TeI4含量为0.08wt%有其最大值,约为0.92.此外,烧结材料的抗弯强度增加至80MPa左右,从而可以显著改善材料的可加工性以及元器件的使用可靠性.

具有高阻抗本征SnO2过渡层的CdS/CdTe多晶薄膜太阳电池
Polycrystalline CdS/CdTe thin-film solar cells with intrinsic SnO2 films of high resistance

曾广根, 郑家贵, 黎 兵, 雷 智, 武莉莉, 蔡亚平, 李 卫, 张静全, 蔡 伟, 冯良桓
物理学报. 2006, 55 (9): 4854-4859      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4854
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摘要
采用超声喷雾热解法制备了具有高阻抗的本征SnO2透明导电膜,将其运用在CdS层减薄了的CdS/CdTe多晶薄膜太阳电池中,对减薄后的CdS薄膜进行了XRD,AFM图谱分析,并对电池进行了光、暗I-V,光谱响应和C-V测试.结果表明,在高阻膜上沉积的减薄CdS薄膜(111)取向更明显,但易形成微孔.引入高阻层后,能消除CdS微孔形成的微小漏电通道,有效保护p-n结,改善了电池的并联电阻、填充因子和短波响应,使载流子浓度增加,暗饱和电流密度减小,从而电池性能得到改善,电池转换效率增加了14.4%.

基于ZnSe的有机-无机异质结电致发光器件
ZnSe-based organic-inorganic heterostructure diodes

姜 燕, 杨盛谊, 张秀龙, 滕 枫, 徐 征, 侯延冰
物理学报. 2006, 55 (9): 4860-4864      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4860
全文: [PDF 262 KB] 下载:(1137)
摘要
以电子束蒸发的方法制备硒化锌(ZnSe)薄膜,研究了基于ZnSe的有机-无机异质结电致发光器件.在双层器件ITO/ZnSe(50nm)/Alq3(12nm)/Al中看到了峰值位于578nm的ZnSe电致发光,却很难得到单层器件ITO/ZnSe(50—120nm)/Al的电致发光;在此基础上进一步引入有机空穴传输层(HTL),通过改变器件的结构,讨论了ZnSe对有机-无机异质结器件ITO/HTL/ZnSe/Alq3/Al电致发光特性的影响.其电致发光光谱的研究结果证实了ZnSe在器件中的作用:ZnSe既起传输电子的作用,也起到传输空穴的作用,还作为发光层.并对ZnSe的发光机理进行了讨论.

混合自旋反铁磁材料Y2BaNiO5的磁学和热力学性质
Magnetic and thermodynamic properties of the mixed-spin antiferromagnet Y2BaNiO5

孔红艳, 张 林, 宋 筠
物理学报. 2006, 55 (9): 4865-4872      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4865
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摘要
在格林函数的理论框架下,采用一维自旋为1的各向异性Heisenberg模型来讨论Y2BaNiO5材料的磁学和热力学性质.得到了它的自旋关联函数、低激发谱、基态能(Eg)、比热(C)和静态磁化率(χ)在不同交换各向异性因子下的性质,所得结果与实验和数值模拟结果完全一致.

纳米C和SiC掺杂对MgB2带材超导性能的影响
Effect of nanoscale C and SiC doping on the superconducting properties of MgB2 tapes

张现平, 马衍伟, 高召顺, 禹争光, K. Watanabe, 闻海虎
物理学报. 2006, 55 (9): 4873-4877      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4873
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摘要
采用X射线衍射仪,扫描电镜,超导量子干涉仪等仪器对纳米C和SiC掺杂的MgB2带材进行了表征,并采用标准四引线法对样品的临界电流进行了测试. 实验表明,C和SiC掺杂在提高MgB2带材高场下的临界电流密度方面具有显著效果. 在温度为4.2 K、磁场大于9 T条件下,C和SiC掺杂样品的临界电流密度与未掺杂样品相比均提高一个数量级以上. 掺杂样品高磁场下良好的临界电流性能主要归因于C对B的替代所产生的晶格畸变、位错等缺陷和局部成分变化而导致的有效晶内钉扎作用. 实验结果表明,SiC掺杂的MgB2带材之所以具有非常好的高场电流特性,和C掺杂的样品一样, C对B的替代起到十分关键的作用.

脉冲磁场处理对碳纳米管掺杂MgB2线材临界电流密度的影响
Effect of pulsed magnetic field on critical current in carbon-nanotube-doped MgB2 wires

陈荣华, 朱明原, 李 瑛, 李文献, 金红明, 窦士学
物理学报. 2006, 55 (9): 4878-4882      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4878
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摘要
对碳纳米管(CNT)掺杂MgB2超导体磁场处理后的行为进行了研究. 结果表明,CNT掺杂MgB2超导体经5T脉冲磁场处理后临界电流密度Jc(H)在低磁场下提高了2—3倍,高场下提高一个数量级以上,扫描电镜结果显示CNT沿着处理磁场方向规则排列并且成为MgB2基体的形核中心和高效的磁通钉扎中心.

Fe和Co元素在铁磁性形状记忆合金Mn50Ni25-xFe(Co)xGa25中的作用
Effect of Fe and Co in ferromagnetic shape memory alloy Mn50Ni25-xFe(Co)xGa25

刘国栋, 王新强, 代学芳, 柳祝红, 于淑云, 陈京兰, 吴光恒
物理学报. 2006, 55 (9): 4883-4887      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4883
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摘要
为了进一步改善材料的性能和探索新的材料,将Mn2NiGa合金中的Ni元素分别用Fe和Co替代,制备了Mn50Ni25-xFe(Co)xGa25系列合金. 研究了Fe和Co元素对Mn2NiGa合金的结构、马氏体相变行为、磁性和机械性能等方面的影响.

阻挫对准一维非对称子格反铁磁链自旋波激发的影响
Effect of frustration on spin-wave excitation of the quasi-one-dimensional antiferromagnetic chain with asymmetrical sublattices

蒋建军, 张松俊, 刘拥军
物理学报. 2006, 55 (9): 4888-4892      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4888
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摘要
子格对称性破缺使得s=1/2准一维海森伯自旋链具有三支自旋波激发谱(其中一支属于声学模,两支属于光学模). 计算表明:阻挫导致两支光学模能隙简并解除;阻挫引起声学模自旋波激发谱软化,但并不导致光学模激发谱软化;阻挫导致两支光学模激发谱中的一支明显下移,这意味着阻挫使光学模激发变得重要且容易实现;阻挫引起的自旋偏离对于属于不同子格的自旋是不同的;阻挫对于系统基态磁性长程序的削弱随着阻挫增强变得越来越明显. 通过与严格对角化方法和DMRG方法的数值结果比较,还分析了自旋波近似的合理性和不足之处.

Ag掺杂La-K-Mn-O非均匀多晶体系的电磁性质
The magnetic and electronic transport properties in Ag-doped La-K-Mn-O inhomogeneous system

吴 坚, 张世远
物理学报. 2006, 55 (9): 4893-4900      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4893
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摘要
用溶胶-凝胶方法制备了1/mAg2O-La0.833K0.167MnO3 (LKMO/Ag)系列样品,其中1/m代表Ag2O和La0.833K0.167MnO3(LKMO)的摩尔比,m=32,16,8,4和2. 研究了此系列样品的结构、磁性和输运特性. X射线衍射实验表明,LKMO/Ag是一个非均匀的系统,样品由磁性的钙钛矿相LKMO和金属Ag相组成. 由于Ag相的加入,在室温条件下,磁电阻效应明显增强. 在300 K, 0.5 T磁场下,m=4样品的磁电阻可以达到32%;5.5 T磁场下,其磁电阻可达64%. 而单纯的LKMO样品在相同条件下的磁电阻分别为10%和35%. 在低温下,加Ag样品的磁电阻效应反而减小,样品含Ag越多,磁电阻效应越小. 用非本征磁电阻(包括自旋极化隧穿和自旋相关散射)和本征磁电阻在不同温区对总磁电阻的相对贡献对此系列样品的磁电阻现象作了定性的解释.

特殊钻石型等级晶格上S4模型的临界性质
Critical properties of the S4 model on a special diamond-type hierarchical lattice

尹训昌, 尹 慧, 孔祥木
物理学报. 2006, 55 (9): 4901-4905      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4901
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摘要
应用实空间重整化群和累积展开的方法,研究了外场中特殊钻石型等级晶格上S4模型的相变和临界性质,求出了系统的临界点和临界指数. 结果表明,此系统除了存在一个Gauss不动点外,还存在一个Wilson-Fisher不动点,与该等级晶格上的Gauss模型相比较,系统的临界指数发生了变化.

Er2AlFe16-xMnx化合物的磁性及反常热膨胀
Magnetic properties and thermal expansion anomaly of Er2AlFe16-xMnx compounds

郝延明, 赵 淼, 傅 斌, 王 琳, 严达利
物理学报. 2006, 55 (9): 4906-4911      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4906
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摘要
通过X射线衍射及磁测量手段研究了Er2AlFe16-xMnx(x=1,2,3,4,6,8)化合物的结构和磁性. 研究结果表明Er2AlFe16-xMnx化合物具有六角相的Th2Ni17型结构. 采用X射线热膨胀测定法在103—654K的温度范围内测量了Er2AlFe16-xMnx(x=1,2,3,4)化合物的热膨胀性质,发现这些化合物在低温下存在热膨胀反常现象,在居里点附近具有负膨胀性质. 对自发磁致伸缩的研究结果表明Er2AlFe16-xMnx化合物中存在着较强的各向异性的自发磁致伸缩,低温下自旋重取向的出现使得化合物的自发体磁致伸缩有所增强. 磁测量结果表明Mn的替代导致Er2AlFe16-xMnx化合物的居里温度及自发磁化强度急剧下降,并且使得化合物的磁晶各向异性发生显著改变.

Eu2-xPbxRu2O7中的金属-绝缘体相变和自旋玻璃态行为
Metal-insulator transition and spin-glass behavior in Eu2-xPbx Ru2O7 system

邱梅清, 方明虎
物理学报. 2006, 55 (9): 4912-4917      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4912
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摘要
通过对Eu2-xPbxRu2O7(x=0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0和1.8)系列样品的结构、电阻和磁化率的观测,结果发现,随着Pb替代浓度x值的增加,样品的电阻率逐渐减小,系统在x=0.8附近发生了金属-绝缘体(M-I)相变;Ru4+的局域磁矩及其自旋玻璃冻结温度TG也随之降低. 在该体系中,Pb2+对Eu3+的部分替代使样品中载流子浓度增加,Pb的6p能带与Ru 4d电子的T2g能带混合,能带得以拓宽,Ru 4d电子的巡游性增强,导致该体系物性的系列变化.

波状结构二维光子晶体负折射现象的研究
Analysis of the negative refraction in two-dimensional photonic crystals with wavy structure

厉以宇, 顾培夫, 张锦龙, 李明宇, 刘 旭
物理学报. 2006, 55 (9): 4918-4922      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4918
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摘要
结合波状结构二维(2D)光子晶体(PC)与入射介质两者的等频面结构分析了PC内部的负折射现象,采用时域有限差分(FDTD)方法模拟了高斯光束在波状结构2DPC内的负折射,分别得到了折射角/入射角以及折射角/入射波长之间的关系曲线,当入射角为45°,入射波段在1485—1530nm区域时,波状结构2DPC的负折射角与入射波长近似呈线性变化关系,并带有明显的PC超棱镜效应,采用端面投影方法对波状结构2DPC的入射端面和出射端面进行处理,改善了负折射时的透过率.

磁控溅射不同厚度银膜的微结构及其光学常数
Microstructure and optical constants of sputtered Ag films of different thickness

孙喜莲, 洪瑞金, 齐红基, 范正修, 邵建达
物理学报. 2006, 55 (9): 4923-4927      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4923
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摘要
用直流溅射法在室温K9玻璃基底上制备了8.2nm—107.2nm范围内不同厚度的Ag薄膜,并用X射线衍射及计算机辅助优化程序对薄膜的微结构和光学常数进行了测试分析. 结构分析表明:制备的Ag薄膜均呈多晶状态,晶体结构均呈面心立方;随着膜厚的增加,薄膜的平均晶粒尺寸逐渐增大,晶面间距逐渐减小. 计算机辅助优化编程计算的薄膜光学常数分析表明:在波长550nm处,当膜厚小于17.5nm时,随着膜厚的增加,折射率n快速减小,消光系数k则快速增大;当膜厚大于17.5nm时,n和k逐渐趋于稳定.

铁电钾钠铌酸锶钡薄膜电光性能的研究
Electro-optic properties of potassium sodium strontium barium niobate ferroelectric thin films

康祥喆, 叶 辉
物理学报. 2006, 55 (9): 4928-4933      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4928
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摘要
采用溶胶-凝胶法在氧化镁单晶衬底上制备了符合化学计量比的完全填充型铁电钾钠铌酸锶钡(KNSBN)薄膜,通过X射线衍射,摇摆曲线,X射线Φ扫描,扫描电子显微镜等方法研究了薄膜的微结构,采用Adachi法研究了薄膜的电光特性. 实验发现,KNSBN薄膜在氧化镁(001)单晶衬底上沿c轴外延生长,K+,Na+的引入有效地提高了薄膜的横向电光系数r51. 成分为K0.2Na0.2Sr0.24Ba0.56Nb2O6, K0.2Na0.2Sr0.6Ba0.2Nb2O6, K0.2Na0.2Sr0.72Ba0.08Nb2O6的三种KNSBN薄膜的r51值分别为108.52pm/V, 119.98pm/V, 126.96pm/V,r51的数值随Sr2+含量增加而增大.

InAs/GaAs表面量子点的压电调制反射光谱研究
A piezomodulated reflectance study of InAs/GaAs surface quantum dots

余晨辉, 王 茺, 龚 谦, 张 波, 陆 卫
物理学报. 2006, 55 (9): 4934-4939      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4934
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摘要
运用压电调制反射光谱(PzR)方法测量了在以GaAs(311)B为衬底的In0.35Ga0.65As模板上生长的InAs表面量子点结构的反射谱.在77K温度下,观察到了来自样品各个组成结构(包括表面量子点本身、被覆盖层覆盖的量子点、In0.35Ga0.65As模板以及GaAs衬底等)的调制信号.来自表面量子点本身的调制信号是多个清晰的调制峰.用一阶和三阶微分洛伦兹线形对PzR谱中对应结构的实验数据进行了拟合,精确确定了与样品的各个组成结构相对应的调制峰的能量位置.对不同样品PzR谱的差异进行了定性的说明.

Eu3+掺杂的Sr2CeO4发光材料的光致发光研究
Investigation of the photoluminescence of Eu3+ doped Sr2CeO4 phosphor

符史流, 尹 涛, 丁球科, 赵韦人
物理学报. 2006, 55 (9): 4940-4945      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4940
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摘要
利用高温固相反应法制备了Eu3+掺杂的Sr2CeO4样品,并对其吸附水前后的光谱特性进行了研究.结果发现,对于刚制备的Sr2-xEuxCeO4+x/2样品, 在Ce4+—O2-的电荷迁移激发中,只有强激发带(~35700cm-1)与Eu3+离子间存在能量传递,而弱激发带 (~29400cm-1)只是引起Ce4+—O2-的电荷迁移发射;在Sr2-xEuxCeO4+x/2样品吸附水后,Eu3+的线状吸收跃迁强度显著增加, Ce4+—O2-两个激发带均向Eu3+离子传递能量. Ce4+—O2-强激发带通过交换作用向Eu3+离子传递能量,而弱激发带与Eu3+离子间的能量传递机理是非辐射多极子近场力的相互作用.

Eu2+激活的Ca3SiO5绿色荧光粉的制备和发光特性研究
Preparation and luminescence characteristics of Eu2+ activated Ca3SiO5 green-emitting phosphor

杨志平, 刘玉峰
物理学报. 2006, 55 (9): 4946-4950      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4946
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摘要
研究了Eu2+激活的绿色发光材料Ca3SiO5的制备条件和发光性质. Eu2+中心形成主峰值为501 nm和次峰值为570 nm的特征宽带,两峰值叠加形成发射峰值为502nm的绿色发射光谱带. 利用这些光谱结果和Van Uitert 经验公式,确认Ca3SiO5:Eu2+中存在两种性质有差异的Eu2+发光中心,它们分别占据基质中八配位的Ca2+(Ⅰ)格位和四配位的Ca2+(Ⅱ)格位. 其激发光谱分布在250—450 nm的波长范围,峰值位于375 nm处,可以被InGaN管芯产生的350—410 nm辐射有效激发.

高空穴浓度Mg掺杂InGaN外延材料性能的研究
Investigation of high hole concentration Mg-doped InGaN epilayer

刘乃鑫, 王怀兵, 刘建平, 牛南辉, 张念国, 李 彤, 邢艳辉, 韩 军, 郭 霞, 沈光地
物理学报. 2006, 55 (9): 4951-4955      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4951
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摘要
采用金属有机物化学气相沉积方法生长得到具有不同Mg掺杂浓度InxGa1-xN (0≤x≤0.3)外延材料样品. 对样品的电学特性和光学特性进行了系统的研究. 研究发现:在固定Mg掺杂浓度下,随In组分的提高,样品空穴浓度显著提高,最高达2.4×1019cm-3,Mg的活化效率提高了近两个数量级;通过对Mg掺杂InGaN(InGaN:Mg)样品的光致发光(PL)谱的分析,解释了InGaN:Mg样品的载流子跃迁机理,并确定了样品中Mg受主激活能和深施主能级的位置.

Er3+掺杂SiO2复合的Al2O3粉末结构及光致发光特性
Structure and photoluminescence of Er3+-doped Al2O3 composite powders by mixing with SiO2

朱振华, 雷明凯
物理学报. 2006, 55 (9): 4956-4961      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4956
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摘要
采用溶胶-凝胶(sol-gel)工艺制备0.1 mol% Er3+掺杂Al2O3体系和SiO2-Al2O3复合体系粉末. 实验结果表明:5 mol%的SiO2复合加入Al2O3抑制γ→θ和θ→α相转变. 掺0.1 mol%Er3+:Al2O3体系粉末,900℃烧结,在1.47—1.63μm波段内光致发光(PL)谱为中心波长1.53 μm、半高宽56 nm的单一宽峰,1000—1200℃烧结,劈裂为多峰PL谱. 掺0.1 mol%Er3+:SiO2-Al2O3复合体系粉末,在高达1200℃烧结,仍保持中心波长1.53 μm的单一宽峰PL谱,由于—OH更完全的脱除,PL强度较900℃烧结Al2O3体系,SiO2-Al2O3复合体系均提高1个数量级.
地球物理学、天文学和天体物理学

部分相干平顶光束在线性增益(损耗)介质中的光谱特性
The spectral properties of partially coherent flat-topped light beams propagating in linear gain or loss media

张 艳, 文 侨, 张 彬
物理学报. 2006, 55 (9): 4962-4967      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4962
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摘要
根据Li提出的平顶光束模型和部分相干光理论,推导出部分相干平顶光束在线性增益(损耗)介质中传输的光谱分布解析表达式,定量研究了部分相干平顶光束在线性增益(损耗)介质中传输的光谱特性,分析了近场和远场轴上光谱的变化特点,以及介质的增益(损耗)特性、光源的中心频率、空间相干参数以及谱宽等因素对光谱变化的影响. 研究结果表明,部分相干平顶光束在线性增益(损耗)介质中传输时,光源的中心频率、光谱宽度、空间相干参数对相对谱移量影响较大,但对光谱分布随传输距离的总体变化趋势影响较小,而光谱分布随传输距离的总体变化趋势则主要由平顶光束的阶数所决定.

一维线阵离轴高斯光束通过湍流大气的传输特性
Propagation properties of one-dimensional off-axis Gaussian beams through the turbulent atmosphere

季小玲, 汤明玥
物理学报. 2006, 55 (9): 4968-4973      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4968
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摘要
研究了一维(1D)线阵离轴高斯光束通过湍流大气的传输特性,推导出了其光强传输方程. 研究表明,1D线阵离轴高斯光束通过湍流大气传输经历了三个阶段,即在近场其光强分布为类似于入射光的锯齿状分布,随着传输距离的增加逐渐变为平顶分布,最后在远场成为类高斯分布. 湍流的增强会使光束传输经历三阶段的进程加快. 并且,湍流使得不同子光束数的1D线阵离轴高斯光束的归一化光强分布相接近. 此外,子光束数越多的1D线阵离轴高斯光束受到湍流的影响越小;1D线阵离轴高斯光束较高斯光束受到湍流的影响要小.

一维大气等离子体化学过程数值模拟
Numerical simulation of chemical processes in one-dimensional atmospheric plasmas

欧阳建明, 邵福球, 王 龙, 房同珍, 刘建全
物理学报. 2006, 55 (9): 4974-4979      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4974
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摘要
用数值模拟方法研究了低空及高空环境下,大气等离子体的化学反应及一维扩散过程. 推导了三组分(电子和正负离子)的双极扩散公式,观察了扩散过程中不同组分的空间分离,以及扩散和化学反应对电子数密度演化的贡献.

量子史瓦茨黑洞和暗物质
Quantum Schwarzschild black hole and dark matter

刘 辽, 裴寿镛
物理学报. 2006, 55 (9): 4980-4982      http://dx.doi.org/10.7498/aps.55.4980
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摘要
引入Sommerfeld作用量量子化条件来处理Schwarzschild黑洞的量子化问题. 发现此类量子化黑洞存在一个质量为mG=123mp的基态,处于基态的量子Schwarzschild黑洞不再存在Hawking蒸发和任何其他辐射,可名之曰暗星. 它的存在不仅可以解决信息丢失的疑难,而且极可能是构成暗物质的主要候选者.

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