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Vol. 46, No. 8 (1997)

1997年04月20日
总论
总论
原子和分子物理学
原子和分子物理学
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
用Fife量级求解eikonal方程
刘深泉, 陆启韶
1997, 46 (8): 1457-1463. doi: 10.7498/aps.46.1457
摘要 +
应用Fife量级来讨论三维eikonal方程.首先,将eikonal方程放在Fife量级的框架内,得到回卷波解.其次,直接用Fife量级来摄动eikonal方程,也得到类似的回卷波解.这两种不同方法得到的理论结果本质上一致,而且都在BZ反应中实际观察到.这些结果有助于深入研究反应扩散理论和彻底解决Fife边值问题
一个不连续映象中的混沌稳定或混沌抑制
屈世显, 吴顺光, 毛翔宇, 何大韧
1997, 46 (8): 1464-1472. doi: 10.7498/aps.46.1464
摘要 +
借助于一个张弛振子模型和与之相应的不连续映象说明了在这类系统中瞬态集的映蔽效应会产生三种区域:1)稳定混沌区,在此区域中不存在周期窗口,混沌轨道是结构稳定的;2)完全锁相区,在此区域中混沌被抑制,只存在周期运动;3)准周期区域,在此区域中混沌被抑制,只存在准周期或临界稳定的周期运动.这种思想被用来解释在一个实际张弛振子电路中观察到的稳定混沌区和完全锁相区
原子和分子物理学
(CH3I)n(n=1,2,3,4)的同步辐射光电离研究
吴国华, 盛六四, 张允武, 冉琴, 束继年, 裴林森, 陈从香, 俞书勤, 马兴孝
1997, 46 (8): 1473-1478. doi: 10.7498/aps.46.1473
摘要 +
用VUV同步辐射辐照在连续的超声射流冷却束中产生的(CH3I)n(n=1,2,3,4)团簇分子,通过测量其光电离及解离电离产生的各种离子的光电离效率(PIE)曲线,获得了(CH3I)n+(n=1,2,3,4)的绝热电离势及各种碎片离子的出现势,估算了有关分子的键能.在CH3I+的PIE曲线上观察到CH3I分子的自电离结构,并对其进行了标识,归属为收敛于CH3I+(2E1/2)态的4组Rydberg系,即ns,npσ,npπ和nd.
唯象论的经典领域
应用于金属蒸气激光器的磁约束溅射放电理论模型
1997, 46 (8): 1479-1486. doi: 10.7498/aps.46.1479
摘要 +
在分析磁约束溅射放电特性的基础上建立了相应的理论模型,给出了金属原子的平均密度与放电电流密度的关系,以及平衡态金属原子密度的空间分布特点.从实验上定性验证了理论预测的正确性
光子选通光谱烧孔的全息检测与图像存贮
王夺元, 胡敏学, 赵理曾, 马啸, 秦勇, 卢振中, 聂玉昕
1997, 46 (8): 1487-1492. doi: 10.7498/aps.46.1487
摘要 +
报道在有机光子选通光谱烧孔材料苯基四苯并卟啉锌/芳晴系统中,进行全息光谱烧孔和图像存贮的实验结果.实验表明全息烧孔极大地提高了光谱孔的检测灵敏度和信噪比.通过全息光子选通光谱烧孔,成功地进行了光子选通型的频率选择的多幅全息图存贮,得到清晰的图像再现
基于高聚物光诱导激子漂白的无腔光学双稳态
王惠, 蓝文广, 林位株, 莫党
1997, 46 (8): 1493-1499. doi: 10.7498/aps.46.1493
摘要 +
基于已建立的高聚物光诱导激子漂白动力学理论,模拟计算了一类基态非简并高聚物在光激发和弛豫过程中的瞬态无腔光学双稳态.结果表明,基于高聚物的超快激发和弛豫,可获得瞬态饱和吸收型和增强吸收型无腔光学双稳态,其开关时间均在ps和fs量级.随着入射探测光脉冲相对入射泵浦光脉冲延迟时间的增加,无腔光学双稳态可由饱和吸收型向增强吸收型转变,转变的快慢与高聚物光诱导漂白的弛豫的快慢成正比
直流电场中电流变体单链的电学行为及剪切强度
吴承伟, 郭杏林
1997, 46 (8): 1500-1507. doi: 10.7498/aps.46.1500
摘要 +
研究了由微小的潮湿玻璃球(直径为200—220μm)在硅油中加直流电场后形成的单“链”的电学行为及剪切强度.发现流过静态(无剪切)单链的电流随外加电场强度的增加而增加,受剪单链的剪切屈服应力与外加电场强度约1.4次幂成正比,这个电流和剪切屈服应力与组成链的玻璃球数(3—5个)几乎无关.实测单链的平均电流密度和剪切屈服应力随电场强度的变化与理论预言符合良好
瑞利-泰勒不稳定性的格子玻耳兹曼模拟
聂小波, 张忠珍, 符鸿源, 沈隆钧, 王继海
1997, 46 (8): 1508-1516. doi: 10.7498/aps.46.1508
摘要 +
发展了一个不相混两相流体的格子玻耳兹曼模型,模拟瑞利-泰勒不稳定性.模型使用正方格阵并引入了一外力.数值模拟得到了界面扰动的线性和非线性发展图象,并与实验和其它方法的结果进行了比较
流体、等离子体和放电
磁镜中晃荡电子形成热垒的动力学计算
张建德, 方瑜德, 邱励俭, 任兆杏
1997, 46 (8): 1517-1524. doi: 10.7498/aps.46.1517
摘要 +
对电子回旋共振加热(ECRH)产生晃荡电子形成串级磁镜热垒的物理过程进行了Fokker-Planck动力学计算,计算表明:(1)在一定条件下,晃荡电子等离子体位形形成,其密度比neh(Zr)/neh(O)=2.15,且形成了ΔΦ=16.5V的静电势阱;(2)静电势阱的建立分为迅速建立、逐渐减少和稳定平衡三个阶段,这是ECRH、碰撞散射和俘获离子共同作用的结果
轴向磁场中辐射对电弧的螺旋不稳定性的影响
张鹏云, 宫野, 李国炳
1997, 46 (8): 1525-1534. doi: 10.7498/aps.46.1525
摘要 +
采用抛物型电导率、抛物型透明辐射和与时间有关的线性微扰理论,给出了中、小电流弧的热势分布(温度分布)、稳定性条件以及不稳定性增长率等定量结果.得出辐射对中、小电流弧的螺旋不稳定性的影响是降低稳定性
凝聚物质:结构、热学和力学性质
用中能电子向前散射图像研究表面原子结构
周旭冰, 季航, 李晓卫, 赵汝光, 杨威生
1997, 46 (8): 1535-1542. doi: 10.7498/aps.46.1535
摘要 +
从中能电子向前散射产生的实空间图像研究了Cu(111)1×1,Si(111)(31/2×31/2)R30°-In及Ge(111)(31/2×31/2)R30°-Ag的表面结构.Cu(111)1×1的图像不仅说明表面有三重旋转轴对称性,而且还表明fcc结构一直保持到最表面一层原子.Si(111)(31/2×31/2)R30°-In表面的图像说明In原子占据T4位,而不是H3位.Ge(111)(31/2×31/2)R30°-Ag的图像说明HCT模型是正确的.这些成功的应用说明从中能电子向前散射图像可以直观而且快捷地获得表面结构类型的可靠信息,而无需类似于低能电子衍射(LEED)表面结构分析那样的复杂计算
多孔硅的微结构与发光特性研究
刘小兵, 袁帅, 廖良生, 何钧, 缪熙月, 范洪雷, 侯晓远, 孙洁林, 徐磊, 李民乾
1997, 46 (8): 1543-1551. doi: 10.7498/aps.46.1543
摘要 +
利用原子力显微镜(AFM)和光致荧光(PL)光谱对一系列直流腐蚀和脉冲腐蚀的多孔硅的微结构及发光特性进行了对比研究.表面和侧面的AFM结果表明,多孔硅表面呈“小山”状,有许多小的、突出的硅颗粒.在相同的腐蚀条件(等效)下,脉冲腐蚀的样品表面Si颗粒更加尖锐、突出,侧面的线状结构更明显,多孔硅层更厚.对应的PL谱,脉冲腐蚀的样品发光更强.量子限制效应的理论可以比较成功地解释这个结果
用扫描隧道显微镜测量局域功函数
K.INOUE, Y.HASEGAWA, T.SAKURAI, 贾金锋, 盖峥, 杨威生
1997, 46 (8): 1552-1558. doi: 10.7498/aps.46.1552
摘要 +
用扫描隧道显微镜在Cu(111)-Au和Pt(111)-Ag表面上对局域功函数进行了测量.在扫描的同时通过测量隧道电流对针尖样品间距离变化的响应,可以在得到扫描隧道显微镜(STM)图的同时得到功函数图.用这种方法,成功地观察到Au,Ag覆盖层与Cu,Pt衬底间的功函数的差别.结果表明:Au覆盖层的功函数介于Cu(111)和Au(111)的功函数之间,这与其它方法的结果一致.在Pt(111)-Ag表面观察到了局域功函数随覆盖层厚度的变化.本工作表明:扫描隧道显微镜在研究功函数与表面结构的关系方面是十分有用的;用测量局域功函数的方法还可以区分表面不同种的物质
C60分子在GaAs(001)表面的外延生长的扫描隧道显微镜研究
陈皓明, 凌勇, 薛其坤, 樱井利夫
1997, 46 (8): 1559-1566. doi: 10.7498/aps.46.1559
摘要 +
利用扫描隧道显微镜(STM)系统地研究了C60薄膜在GaAs(001)表面的异质外延生长.在GaAs(001)2×4-β相表面,观察到C60薄膜以非密排面进行生长,并在生长中有结构相变产生.实验数据表明,薄膜下层面心立方(fcc)的晶格常数比C60晶体的晶格常数要大13%;而薄膜的表层结构则展示了非理想的六角密堆(hcp)结构,其表面为hcp(1100)面,生长过程是非理想的层状生长模式.在GaAs(001)-c(4×4)衬底上,C60薄膜的表面仍然是fcc(111)面,其结构参数与C60晶体一致,但C60薄膜采用了三维模式进行生长
变形碳纳米管的研究
谢诒芬, 李欣年, 罗文芸, 王传珊, 张磊, 王震遐, 王玟珉, 杨锦晴
1997, 46 (8): 1567-1572. doi: 10.7498/aps.46.1567
摘要 +
给出了一些用透射电子显微镜观察到的变形碳纳米管结果,它们在形态上可以分为径向形变和轴向形变两类.这种在氩气氛电弧放电阴极沉积物中生成的变形纳米管,可以用我们建议的模型定性地加以解释
嵌镶晶体消光因子计算方法
易向东, 周云松, 张天莉, 陈金昌
1997, 46 (8): 1573-1579. doi: 10.7498/aps.46.1573
摘要 +
介绍一种消光因子计算方法——在Darwin传输方程严格解的基础上引入初级消光修正,从而将初、次级两类消光包括在一起.用此方法对LiF的消光因子做了计算,结果表明:当取初级消光因子yp=0.936时,反映总体误差的R因子由3.03%(未做初级消光修正)减小到2.12%.
BF2+注入多晶硅栅常规热退火氟迁移特性的二次离子质谱分析
赵元富, 刘家璐, 张廷庆, 李建军
1997, 46 (8): 1580-1584. doi: 10.7498/aps.46.1580
摘要 +
借助二次离子质谱(SIMS)技术,深入地、系统地分析了80keV,2×1015 cm-2BF2+注入多晶硅栅在常规热退火条件下,F在多晶硅栅中的分布及迁移特性.F在多晶硅栅中的迁移,不但存在着扩散机制,而且还存在着发射和吸收机制,据此成功地解释了实验结果
泡沫铝的低频内耗特征研究
刘长松, 韩福生, 朱震刚
1997, 46 (8): 1585-1592. doi: 10.7498/aps.46.1585
摘要 +
采用粉末冶金发泡法制备的泡沫铝试样,研究了室温下低频范围(0.04—4Hz)泡沫铝的内耗与孔结构(孔隙率和孔径)、频率、振幅之间的关系.结果表明泡沫铝的内耗具有以下特征:孔径一定时,内耗随孔隙率的增加而增大;孔隙率一定时,内耗随孔径的减小而增大;在测量频率范围内,内耗与频率近似无关;小应变振幅时内耗随振幅的增大而增大,具有正常振幅效应.提出了泡沫铝的内耗产生机制,根据等效夹杂方法和钉扎位错内耗特点进行了理论分析,较理想地解释了实验结果
在局域非线性响应的光折变晶体中的对称光扇
郭儒, 刘思敏, 凌振芳, 许京军, 张光寅
1997, 46 (8): 1593-1597. doi: 10.7498/aps.46.1593
摘要 +
在具有非局域非线性响应的所有光折变晶体中几乎都能观察到光折变光扇效应.最近我们在具有局域非线性响应的光折变晶体(LiNbO3∶Fe)观察到对称光扇.基于前向简并三波作用,从理论上研究了这种对称光扇的形成
s-f交换作用和电子交换作用对s电子比热容的影响
关立强, 王翠, 李贞姬, 金光星
1997, 46 (8): 1598-1604. doi: 10.7498/aps.46.1598
摘要 +
根据s-d交换作用模型,考虑了s-f交换效应对稀土金属电子-声子耦合的影响,具体讨论了s电子的比热容.计算结果表明,s电子的比热容可以写为如下的形式:γ=γ0+γep+γex+γs-f.
Ti与莫来石陶瓷衬底的界面反应
徐传骧, 岳瑞峰, 王佑祥, 陈春华
1997, 46 (8): 1605-1612. doi: 10.7498/aps.46.1605
摘要 +
在抛光的200℃莫来石陶瓷衬底上电子束蒸发淀积200nm的Ti膜,并在高真空中退火,利用二次离子质谱(SIMS)、俄歇电子能谱(AES)和X射线衍射分析(XRD)研究了从200—650℃Ti与莫来石的固相界面反应.结果表明,在淀积过程中,最初淀积的Ti与衬底表面的氧形成Ti—O键,并有微量元素态Al,Si原子析出,界面区很窄;450℃,1h退火后,界面区有所展宽,但变化不大;650℃,1h退火后,界面发生强烈反应,样品主要由TiO+Ti,Ti3Al,Ti3Al+TiSi2和莫来石陶瓷衬底四层结构组成
超薄层AlGaAs样品的光调制反射谱研究
刘兴权, 陆卫, 穆耀明, 乔怡敏, 陈效双, 万明芳, 查访星, 严立平, 沈学础
1997, 46 (8): 1613-1617. doi: 10.7498/aps.46.1613
摘要 +
用调制光谱的方法对分子束外延(MBE)生长在GaAs(100)衬底上的一组超薄层本征型AlxGa1-xAs层进行了原位的研究.对厚度在35nm以下的一组样品观察到了若干个跃迁峰,而对厚度在100nm的样品只观察到了一个跃迁峰.观察到的各峰随厚度的改变而变化.用台阶势模型很好地解释了实验结果
凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
量子阱中的电子关联
汪鸿伟
1997, 46 (8): 1618-1624. doi: 10.7498/aps.46.1618
摘要 +
运用Bohm-Pines理论,提出了二维及准二维电子气的普适关联因子,并由关联基函数(CBF)方法,求解得AlxGa1-xAs-GaAs量子阱的关联函数、交换能和关联能
氟钙钛矿AMF3:Fe3+晶体中Fe3+离子的零场分裂参量及晶格缺陷研究
蒋德琼, 李敏惠, 余万伦
1997, 46 (8): 1625-1630. doi: 10.7498/aps.46.1625
摘要 +
对氟钙钛矿晶体AMF3:Fe3+(A=K,Rb,Cs;M=Zn,Cd)四角对称占位的零场分裂(ZFS)进行分析,证实了晶格缺陷及畸变的存在.对ZFS参量随晶格畸变参量的变化关系进行了详细研究,考虑了缺陷及缺陷引起的晶格畸变两者的贡献,得出几种氟钙钛矿晶体的晶格畸变参量
分子束外延生长的n-Hg1-xCdxTe的磁输运特性
桂永胜, 郑国珍, 褚君浩, 郭少令, 汤定元
1997, 46 (8): 1631-1635. doi: 10.7498/aps.46.1631
摘要 +
采用迁移率谱和多电子拟合过程相结合的混合电导分析法,对分子束外延(MBE)生长的Hg1-xCdxTe材料的变磁场实验数据进行了处理.该方法可以将外延层中体电子对电导的贡献与界面电子的贡献区分开,通过对不同温度下变磁场数据的分析,表明该方法是准确和可靠的,可以成为一种半导体材料和器件的常规电学测试和分析手段
一种纳米硅薄膜的传导机制
胡根友, 张蔷, 何宇亮, 余明斌
1997, 46 (8): 1636-1644. doi: 10.7498/aps.46.1636
摘要 +
基于对实验和理论的分析,提出一种异质结量子点隧穿(HQD)模型,并导出了纳米硅薄膜电导率完整的表达式.其主要思想是,纳米硅薄膜中的微晶粒(几个纳米大小)具有量子点特征,在微晶粒与界面之间由于两者能隙的差异构成晶间势垒,这类似于多晶硅中经常使用的晶间势垒模型(GBT).考虑到量子点中的单电子隧穿特征,认为纳米硅薄膜中的电传导是由微晶粒中电子弹道式输运与单电子越过势垒的隧穿构成的.这就是HQD模型的主要内容,理论结果与实验相符
镶嵌在氧化硅薄膜中纳米晶硅的可见光荧光谱与发光机制的研究
唐勇, 陈培毅, 朱美芳, 陈国, 许怀哲, 韩一琴, 谢侃, 刘振祥
1997, 46 (8): 1645-1651. doi: 10.7498/aps.46.1645
摘要 +
采用对非晶氧化硅薄膜退火处理方法,获得纳米晶硅与氧化硅的镶嵌结构.室温下观察到峰位为2.40eV光致发光.系统地研究了不同退火温度对薄膜的Raman谱、光荧光谱及光电子谱的影响.结果表明,荧光谱可分成两个不随温度变化的峰位为1.86和2.30eV的发光带.Si2p能级光电子谱表明与发光强度一样Si4+强度随退火温度增加而增加.Si平均晶粒大小为4.1—8.0nm,不能用量子限制模型解释蓝绿光的发射.纳米晶硅与SiO2界面或SiO2中与氧有关的缺陷可能是蓝绿光发射的主要原因
物理学交叉学科及有关科学技术领域
准分子激光作用下二氧化钛的表面变性
文小明, 谢崇伟, 林理忠, 崔永杰
1997, 46 (8): 1652-1657. doi: 10.7498/aps.46.1652
摘要 +
适当能量密度的准分子激光作用于二氧化钛时,电导性能发生了显著的变化,室温下从原来的绝缘体转变为半导体,同时表面颜色也发生了变化.利用X射线衍射、X射线光电子能谱及显微分析等多种测试方法进行了分析、比较,确定了该过程是由于短脉冲的准分子激光作用,造成了二氧化钛的快速升温熔化和快速冷凝重构,导致氧的缺位,引起了化学配比偏离.用热传导方程对能量密度阈值进行了近似估算,结果与实验基本相符
金属Sn薄膜的高温氧化与表面特征
严辉, 马黎君, 陈光华, 黄世平, 文华杰, 郭伟明
1997, 46 (8): 1658-1664. doi: 10.7498/aps.46.1658
摘要 +
侧重研究了高温氧化(300-550℃)引起金属Sn薄膜的表面显微形貌和表面氧化状态的变化.利用原子力显微镜(AFM)的测量,观察到金属Sn薄膜表面的金属晶粒呈现近似方形的显微形貌,但是金属Sn氧化薄膜表面的金属氧化物颗粒却具有近似圆形的显微形貌,因此,金属晶粒的高温氧化是一个各向异性的过程.在X射线光电子能谱(XPS)测量的基础上,不仅发现在金属Sn薄膜和金属Sn氧化薄膜的表面都存在大量的吸附氧粒子,而且发现吸附氧粒子的吸附形式与表面的氧化程度有关