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Vol. 45, No. 3 (1996)

1996年02月05日
总论
总论
基本粒子物理学与场
基本粒子物理学与场
唯象论的经典领域
唯象论的经典领域
流体、等离子体和放电
流体、等离子体和放电
凝聚物质:结构、热学和力学性质
凝聚物质:结构、热学和力学性质
凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
物理学交叉学科及有关科学技术领域
物理学交叉学科及有关科学技术领域
领域
总论
不确定关系的经典类比
黄湘友
1996, 45 (3): 353-359. doi: 10.7498/aps.45.353
摘要 +
与量子力学不确定关系相类似的关系在经典力学中也存在。利用这关系计算了几个具体实例。从计算中可看出一个波函数经典极限下只能描述系综。
无反射势阱中粒子运动的双波函数描述
林琨智
1996, 45 (3): 360-369. doi: 10.7498/aps.45.360
摘要 +
应用双波函数量子理论,得到了描述无反射势阱中单粒子运动状态的力学量的时间演化方程,而通常量子力学中的平均值公式可描述为双波函数对某类系综的平均结果。
降低格子Boltzmann方程沾滞系数的有效方法
刘慕仁, 孔令江
1996, 45 (3): 370-372. doi: 10.7498/aps.45.370
摘要 +
如果将格子Boltzmann方程的碰撞项由Fermi型改为Boltzmann型,可大幅度地降低沾滞系数,从而提高了用格子Boltzmann方程模拟流体运动的效率。理论分析与模拟结果精确的一致。
基本粒子物理学与场
电子-狄喇克双子束缚态的宇称性质及其斯塔克效应
祁永昌
1996, 45 (3): 373-379. doi: 10.7498/aps.45.373
摘要 +
讨论了电子—狄喇克双子束缚态解的宇称性质,指出:当q≠0(即磁荷存在)时,解的宇称确定性遭到破坏,因此破坏宇称守恒的△j=0的跃迁是允许的。从而产生了不同于通常类氢原子的线性斯塔克效应。还计算了该系统的斯塔克效应的能级分裂,指出了它不同于类氢原子的诸多特点。
唯象论的经典领域
饱和与反饱和吸收介质的简并四波混频和全息随时间变化规律
武鹏飞, 巩雄, 张桂兰, 汤国庆, 陈文驹
1996, 45 (3): 380-388. doi: 10.7498/aps.45.380
摘要 +
对四能级饱和与反饱和吸收介质的简并四波混频和全息随时间的变化行为进行了理论分析。论证了倍号响应时间、强度和衰减依赖于激发光强、样品的饱和强度和三重态寿命。并用偶氮分子乙基橙进行了实验验证。
薛定谔猫态的产生与探测及其对Jaynes-Cummings模型的影响
王晓光
1996, 45 (3): 389-393. doi: 10.7498/aps.45.389
摘要 +
利用大失谐情况下的简并喇曼过程和双光子Jaynes-Cummings模型来产生电磁场中的宏观量子叠加态,即薛定旋风谔猫态,并探讨如何用零频检测的方法来探测这些态。研究了当电磁场初态为薛定谔猫态时,对强度耦合的Jaynes-Cummings模型中原子反转的崩塌与再生现象的影响,将在以相干态为初态所产生的原子反转的崩塌区产生不同程度的再生现象。
光纤中飞秒孤子传输的量子理论
温扬敬, 杨祥林, 张明德
1996, 45 (3): 394-402. doi: 10.7498/aps.45.394
摘要 +
导出了光孤子系统的微观哈密顿量,用所给哈密顿量及色散关系导出了飞秒孤子在光纤中传输所满足的修正非线性薛定谔方程,用Hartree近似方法求解了所得方程,并研究了孤子的量子特征及经典过渡。结果表明,光纤中光场算符的量子力学平均为一系列有修正项的经典孤子的叠加,光场算符的准概率密度呈自压缩效应,压缩效果与高阶项的大小有关。
电流变液中悬浮粒子的布朗运动与其聚集之间关系
姚斌, 汪秉宏, 杨月桂, 吴烽
1996, 45 (3): 403-408. doi: 10.7498/aps.45.403
摘要 +
在外电场作用下,电流变液中粒子链的聚集与其布朗运动密切相关。为了具体分析这种关系,采用不分离但有相互运动的双球构成的系统去简化粒子链。通过分析双球系统布朗运动特性,得到其无规运动轨迹维数小于2,大量这样的系统在平面中就不可能均匀分布。这说明由于存在布朗运动,在外电场中电流变液中粒子链必然相互聚集,即形成高密度区与低密度区。
流体、等离子体和放电
HT-6M托卡马克的同位素交换实验
丁涟城
1996, 45 (3): 409-412. doi: 10.7498/aps.45.409
摘要 +
通过变换工作气体(氢气和氘气的相互转换)研究了HT-6M托卡马克中等离子体的再循环。用光谱方法(Balmer线)跟踪了放电中等离子体浓度的相对变化。结果表明,等离子体在壁处的反射系数约为0.59,变换工作气体后,在第一次放电的等离子体中,由壁释放的同位素含量约占65%。讨论了HT-6M托卡马克中再循环的物理机制。
热电子、双离子成分对离子漂移迴旋不稳定性的影响
丁振峰, 任兆杏, 邱励俭
1996, 45 (3): 413-419. doi: 10.7498/aps.45.413
摘要 +
分析了热电子、温(热)离子成分对离子漂移迴旋不稳定性的影响。给出了临界稳定热电子成分值α与温(热)离子成分值、离子温度比和离子抗磁漂移速度的关系;讨论了热电子、温(热),冷离子成分对不稳定性各谐频分支的影响;分析了热电子成分稳定作用的物理机制。
等离子体四波混频精确解反射光栅位形
孟月东
1996, 45 (3): 420-427. doi: 10.7498/aps.45.420
摘要 +
给出了均匀磁化等离子体介质中的简并与近简并的寻常波四波混频形成反射光栅位形时的普适非线性耦合方程组。在不作无衰减抽运近似的情况下,得到了任意复耦合系数时的方程组的精确解。其解不仅可以推广到各种等离子体形态,而且可以推广到光致折射材料中去。对进一步理论研究四波混频相位共轭,发展新的非线性光学器件可能有所帮助。
气体放电空心阴极鞘层氩离子的蒙特-卡罗模拟研究
韩俊波, 王德真, 马腾才
1996, 45 (3): 428-435. doi: 10.7498/aps.45.428
摘要 +
建立了气体放电空心圆筒阴极鞘层离子的自洽蒙特-卡罗模拟模型,对鞘层区内离子的输运过程进行了研究。考虑了离子与中性原子的电荷交换碰撞和弹性散射,用到了精确依赖于离子能量的电荷交换和动量输运截面。模拟了氩离子在空心阴极鞘层中的运动,得到了不同放电条件下自洽电场分布,离子的能量分布,角分布以及电子密度分布和离子密度分布。计算结果表明:离子在由鞘层边界向阴极运动过程中,离子能量分布的高能部分逐渐增大,角分布向小角度部分压缩,鞘层中的强电场对离子起加速和聚焦作用;在鞘层内离子密度分布比较均匀,只是在鞘层边界附近变化
腔靶X射线辐射特性实验研究
成金秀, 缪文勇, 陈晓峰, 唐道源, 丁耀南, 温天舒, 胡昕, 朱宗元
1996, 45 (3): 436-442. doi: 10.7498/aps.45.436
摘要 +
在上海“神光”装置上,对柱形腔靶X射线辐射的温度、光谱以及时间特性进行了实验研究,得到内爆区轴向温度随空间位置的变化特征。观测到腔内激光直接烧蚀靶物质产生的第一次X射线辐射和等离子体运动、汇聚形成的第二次X射线辐射,两次辐射的时间间隔为1.2ns。通过测量源区和内爆区X射线辐射空间能谱结构,结果表明源区X射线辐射能谱是非平衡的,而内爆区X射线辐射能谱近似为Planck谱。
腔内辐射温度的实验研究
易荣清, 缪文勇, 孙可煦, 崔延莉, 郑志坚, 唐道源
1996, 45 (3): 443-448. doi: 10.7498/aps.45.443
摘要 +
介绍了利用两台软X射线能谱仪和多针孔软X射线条纹相机配合诊断腔内的辐射温度。实验解决了因等离子体喷射引起的诊断口缩孔带来的测不准问题,测到了诊断孔的二维缩孔图像和缩孔时间过程,从而给出了腔内辐射温度随时间的变化关系。通过实验数据分析,建立了初步的诊断孔缩孔模型。
HT-6M中性注入加热电荷交换能谱分析
刘胜侠
1996, 45 (3): 449-454. doi: 10.7498/aps.45.449
摘要 +
用电荷交换中性粒子能谱分析的方法,研究了HT-6M托卡马克中性注入加热期间的氢离子能谱,得到了离子温度的增加。测量结果与实验定标律的估算在误差范围内相符;并与根据Fokker-Planck方程计算的注入过程中的离子能谱和温度变化进行了比较。
等离子体噻吩聚合膜的研究及I+注入的掺杂效应
童志深, 吴美珍, 张铮扬, 浦天舒, 金若鹏, 张菁, 朱福英, 曹德新, 曹建清, 朱德彰
1996, 45 (3): 455-463. doi: 10.7498/aps.45.455
摘要 +
以噻吩为单体,在等离子体环境中聚合成致密的有机膜。利用Rutherford背散射(RB2S)和质子弹性反冲(ERD)、傅里叶红外谱(FTIR)测定了膜的成分和结构;从近红外-可见-紫外光的反射和透射谱,运用传递矩阵方法研究了膜的光学性质;此外,还探讨了24keV的I+离子束的注入对等离子体噻吩聚合膜的掺杂效应。结果表明,注入层内电荷载流子的输运机理可用Mott的可变自由程跳跃(VRH)理论给以解释。
凝聚物质:结构、热学和力学性质
Fe-10%Cr铁素体合金中氢对辐照诱起偏析的影响
万发荣, 褚武扬, 肖纪美, 高桥平七郎
1996, 45 (3): 464-469. doi: 10.7498/aps.45.464
摘要 +
Fe-10%Cr铁素体合金经室温注氢后,在620-720K进行电子辐照时,会出现一种新的共格偏析现像。与此偏析相对应,在电子衍射图像中可以观察到明亮的条纹衍射。分析结果表明,这种偏析为沿方向的Cr元素的针状共格偏析,其长度约为100nm,直径为1至2个原子尺寸。氢元素和电子辐照产生的纯点缺陷是形成这种偏析的必要条件。
C60单晶的表面形貌与生长缺陷
周维亚, 解思深, 王刚, 钱生法, 毛建民, 丁雪舟, 李楠, 傅春生
1996, 45 (3): 470-479. doi: 10.7498/aps.45.470
摘要 +
用气相法生长出了毫米尺寸的具有规则晶面和金属光泽的高质量的纯C60单晶.X射线衍射分析表明,C60单晶在室温下具有面心立方(fcc)结构,晶格常数为α=1.4199(4)nm。用扫描电子显微镜和光学显微镜观察了C60单晶的形貌,除观察到fcc结构的晶体所特有的{111}和{200}两种稳定晶面以及非常容易形成的孪晶之外,还发现了在{111}面上的树枝状、垄状和生长丘以及在{200}面上的树枝状、游泳池状和生长丘的生长缺陷。对C60
溶液中向列型液晶有序度以及外场对它们的影响
刘和文, 唐凯斌
1996, 45 (3): 480-485. doi: 10.7498/aps.45.480
摘要 +
根据Lebwohl-Lasher模型以及平均场近似得到了存在于外场中的溶液中向列型液晶分子有序度参数的自洽方程.无外场时,溶液中液晶发生一级相变,不同浓度相转变时2>均为0.324,TN1与浓度成正比,TφN1=Tφ=1N1φ。而存在外场时,液晶发生二级相变,且都发生于2>=0.40处.液晶分子取向分布曲线为V型,均方偏差随2
聚焦Ga+离子束注入方法研制半导体量子线结构
吴正云, 黄启圣
1996, 45 (3): 486-490. doi: 10.7498/aps.45.486
摘要 +
采用聚焦Ga+离子束注入方法,在GaAs/Al0.3Ga0.7As多量子阱材料上尝试制备半导体量子线。通过低温光致发光谱,测量了量子线的光电特性,并观察了由于沟道效应导致的深层量子阱的光谱蓝移。
凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
注氮GaAs中的深能级及其对自由载流子的补偿
陈开茅, 金泗轩, 贾勇强, 刘鸿飞, 邱素娟, 吕云安, 何梅芬
1996, 45 (3): 491-498. doi: 10.7498/aps.45.491
摘要 +
详细研究了注氮n型GaAs中深的和浅的杂质缺陷的电学性质。深能级瞬态谱(DLTS)技术测量表明,能量为140keV和剂量为1×1013cm-2的氮离子注入并经800℃退火30min的GaAs中存在四个电子陷阱,E1(0.111),E2(0.234),E3(0.415),E4(0.669)和一个空穴陷阱H(0.545),而在能量为20keV和剂量为5×1014
氢化非晶硅的低温输运
朱美芳
1996, 45 (3): 499-505. doi: 10.7498/aps.45.499
摘要 +
从低温跳跃电导模型出发,计算低温下的跳跃频率,热发射率及输运能级随温度变化,分析讨论了非晶硅热激电导的低温峰。认为输运机制的变化是氢化非晶硅热激电导低温峰TM独立于起始温度T0的主要原因,TM相应于输运机制变化的温度。
铁氧化物中电子隧道现象的扫描隧道显微术研究
王琛
1996, 45 (3): 506-511. doi: 10.7498/aps.45.506
摘要 +
报道了利用扫描隧道显微术(STM)对金属表面氧化物层进行电子隧道谱研究的结果。在对两类铁晶体表面氧化层进行的隧道谱和势垒高度测量结果进行分析后表明,常温条件下形成的氧化层(Ⅰ类)应主要是Fe3O4;而在高温氧化条件下形成的表面层(Ⅱ类)的主要成分则应是Fe2O3。从而表明(STM)可用于研究铁表面氧化过程的不同阶段,并且由Ⅰ类氧化层的低势垒特性说明STM还可以用于观测此类氧化层的内部结构。类似研究方法还可应用到对一系列
β-C3N4,β-Si3N4和β-Ge3N4的能带结构
段玉华, 张开明, 谢希德
1996, 45 (3): 512-517. doi: 10.7498/aps.45.512
摘要 +
采用基于密度泛函理论的线性丸盒轨道原子球近似(LMTO-ASA)从头计算方法,研究了β-C3N4,β-Si3N4和β-Ge3N4的能带结构,得到了它们的能隙分别为:4.1751,5.1788和4.0279eV。对于β-C3N4,由于N的部分2p电子占据了非键轨道,禁带宽度较窄;对于β-Si3N4
Bi-2223银夹板厚膜的载流特性与应变的关系
王智河
1996, 45 (3): 518-521. doi: 10.7498/aps.45.518
摘要 +
测量了Bi1.8Pb0.4Sr2Ca2Cu3Oy银夹板厚膜的应力与应变、应变和临界电流密度关系,及其在不同应变下的Jc(H)特性.结果表明,在应力-应变曲线上存在两个应变转变,分别对应于Bi1.8Pb0.4Sr2Ca2Cu3Oy
X-Y-Z模型——非各向同性反铁磁Heisenberg系统的自旋波解
何兵, 应和平, 季达人
1996, 45 (3): 522-527. doi: 10.7498/aps.45.522
摘要 +
给出了一个基于Holstein-primakoff变换的自旋波理论研究正方点阵X-Y-Z模型的基态和激发态性质的方案。通过引入宇称变换算子和正则变换,实现了Hamiltonian的对角化,在线性近似下发现存在两支色散关系不同的自旋波。同时,求得了展开至S-1的修正项。
纳米超微晶Fe73.5Cu1Mo3Si13.5B9合金显微结构和磁性的研究
纪松, 杨国斌, 刘涛, 徐祖雄, 马如璋
1996, 45 (3): 528-532. doi: 10.7498/aps.45.528
摘要 +
对纳米晶Fe73.5Cu1Mo3Si13.5B9合金的原始制备态和各退火态样品进行了室温Mossbauer谱研究,结果表明晶化态的合金存在α-Fe(Si)微晶相和晶界的非晶相。晶相和非晶相内场和面积随退火温度的变化是退火时Cu,Mo,B等成分的扩散和在各相中的再分配引起的。最佳磁性能对应非晶相中的铁量占合金铁总量的30%左右,超微晶合金的双相无规各向异性模型表明,一定量的非晶相对保持纳米晶优异的软
[Pd/Co-Nb/Pd/Si]多层膜的结构与磁性
陈金庚, 黄洁, 颜世申, 刘宜华, 梅良模
1996, 45 (3): 533-538. doi: 10.7498/aps.45.533
摘要 +
用高频溅射法制备了两套[Pd/Co-Nb/Pd/Si]多层膜,分别用X射线衍射和振动样品磁强计做了结构和磁性测量。随Pd层厚度增加(或Co-Nb层厚度减少),Pd层由非晶态过渡到晶态,并观察到Pd的fcc(111)双峰结构,双峰的位置逐渐从两侧向体材料Pd的fcc(111)峰的位置靠近。双峰来源于Co-Nb层与Pb层、Pd层与Si层的晶格失配度以及靠近这两种界面的Pd原子的极化不同。样品的饱和磁化强度随Pd层增厚(或Co-Nb层增厚)从小于同样成分的Co-Nb合金体材料的饱和磁化强度值单调增大到大于体材料
物理学交叉学科及有关科学技术领域
化学汽相沉积金刚石生长表面氢原子覆盖率的研究
张亚菲, 陈光华
1996, 45 (3): 539-544. doi: 10.7498/aps.45.539
摘要 +
化学汽相沉积金刚石生长表面的悬挂键是其赖以成核和生长的表面活性格点。但是两个以上悬挂键聚集在一起时,局部表面能量比较高,悬挂键之间容易发生重构,形成π键或者dimer键,成为石墨结构的生长基样点。因此,金刚石的生长主要依赖于表面上的单个悬挂键集团和气相中的碳氢活性基团。石墨则主要依赖于表面上的多个悬挂键组成的集团,石墨的生长可以被表面附近活性氢原子的刻蚀作用所抑制。对表面悬挂键的微观分布状态的统计计算结果表明,(111)和(100)生长表面的氢原子覆盖率分别为0.86单层(ML)和0.80ML时,单位表面