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Vol. 47, No. 10 (1998)

1998年05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
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领域
总论
由含时边界条件的两种有限深量子势阱构造的哈密顿算符和它们的复BERRY相位
张润东, 阎凤利, 李伯臧
1998, 47 (10): 1585-1599. doi: 10.7498/aps.47.1585
摘要 +
在量子基础理论的框架下分别从一维含时边界条件的半壁无限高量子势阱和三维含时边界条件的有限深球方势阱构造了两种描述带电粒子在电磁场作用下的新哈密顿算符.在绝热近似下,计算了这两种新量子体系的复Berry相位.
原子和分子物理学
S2分子B″3Πu态的势能函数和光谱常数的理论研究
朱正和, 唐永建, 赵永宽, 傅依备
1998, 47 (10): 1600-1605. doi: 10.7498/aps.47.1600
摘要 +
推导了S2分子B″3Πu态的合理离解极限.用Gaussian 94 QCISD(T)方法和6-311++G**基组计算了S2分子B″3Πu以及X3Σ-g态的势能曲线.给出了S2分子B″3Πu态的Murrell-Sorbie势能函数和光谱常数.B″3Πu与B3Σ-u态在排斥支重叠范围大;同时,B″3Πu与X3Σ-g态有相同离解极限,因而,在吸引支有重叠.讨论了B″3Πu与B3Σ-u和X3Σ-g态相互作用的特征.
电子与钠原子散射极化参数的计算
高君芳, 程鸿兴, 肖 渊, 庞文宁, 龙桂鲁, 尚仁成
1998, 47 (10): 1606-1611. doi: 10.7498/aps.47.1606
摘要 +
采用扭曲波方法对电子与钠原子非弹性散射截面,及与散射过程有关的极化参数进行了计算,将所得结果与实验值和CCC方法所得结果进行了比较.可以看出在中高能(5—10倍阈能)领域,扭曲波法是一种模型清晰、结果可靠的方法.
推广Bethe公式:Au50+离子的偶极激发的碰撞强度和速率系数
方泉玉, 蔡 蔚, 邹 宇, 李 萍
1998, 47 (10): 1612-1620. doi: 10.7498/aps.47.1612
摘要 +
快速算法结合推广的Bethe公式,可以为应用研究提供便于使用的偶极激发碰撞强度和速率系数.用准相对论平面波Born(QRPB)近似计算高能区Au50+离子n0l0→nl偶极激发的碰撞强度,给出Bethe公式中动量转移截断参数k0,从而确定激发过程的高能行为.快速计算方法中采用了Cowan所发展的准相对论方法,用统一的Hartree-Fock-Slater势计算束缚和连续态电子波函数.用准相对论扭曲波(QRDW)近似计算阈值附近的碰撞强度并外推阈值处的碰撞强度Ω0,然后拟合到高能碰撞强度上.对于特殊情况还需增加三倍阈值点a的计算,用三个参数Ω0,Ωa和k0拟合出全能域(出射电子能量εb=0—∞)的碰撞强度.由此可以得到全部温度范围(电子温度Te=0—∞)的速率系数.这样得到的Ω和,在相应的感兴趣的能量和温度范围内有合理的精度.
e-Ar(3p54s,J=2)的微分散射截面
金石琦, 徐至展
1998, 47 (10): 1621-1624. doi: 10.7498/aps.47.1621
摘要 +
电子与氩原子激发态的碰撞是个很重要的过程,对研究发射的光谱、激光物理和等离子体过程都很有意义.分析3p54s的3p54p J=3能级截面提供了很有价值的原子物理过程,也为在强激光场作用下氩原子发射高次谐波的单原子行为提供依据.
唯象论的经典领域
多用非经典光场产生系统的实验研究
于正刚, 路庆明, 潘 庆, 王 海, 张 云, 苏 红, 谢常德, 彭墀
1998, 47 (10): 1625-1631. doi: 10.7498/aps.47.1625
摘要 +
由α-切割KTP晶体组成的半整块非简并光学参量振荡腔,以倍频Nd:YAP激光器作抽运源,可在不同运转条件下获得两类非经典光场.低于振荡阈值,该系统输出最大压缩度为3.7dB的双模正交压缩真空态;高于阈值,产生强度差压缩度为7dB的量子相关孪生光子对.系统能在锁定状态下持续稳定运转半小时以上.
受驱动V型三能级激光的光子噪声压缩及其物理机制
彭金生, 胡响明
1998, 47 (10): 1632-1640. doi: 10.7498/aps.47.1632
摘要 +
应用Scully-Lamb理论研究受驱动V型三能级激光的光子噪声压缩及其物理机制.结果表明该系统可达到10%的腔内压缩和近20%的腔外压缩.尽管V型系统的噪声压缩程度远比Λ型系统(近50%的腔内和腔外压缩)低,V型系统具有与Λ型系统相同的噪声压缩机制.
非线性双光束共振时的量子非破坏测量
汪凯戈, 许秋生, 杨国建
1998, 47 (10): 1641-1650. doi: 10.7498/aps.47.1641
摘要 +
运用全量子方法建立双光束Λ型三能级原子相互作用系统的理论模型,讨论了该系统的动力学行为和光学量子非破坏测量特性.研究表明在非线性双光束共振状态下,可以实现光学量子非破坏测量.
UMSCTS中光子回波的研究
张彦鹏, 朱京平, 唐天同, 付盘铭
1998, 47 (10): 1651-1657. doi: 10.7498/aps.47.1651
摘要 +
对级联三能级系统超快调制光谱学(UMSCTS)中的光子回波进行了研究.当宽带线宽且相对时延τ>0时单光子和双光子四波混频分别对应于三脉冲受激光子回波与和频三能级光子回波.宽带τ<0时与窄带情形类似.
中等半径比反向旋转圆Couette系统流动稳定性的实验和数值研究
何钰泉, 梁宝社, 刘书声
1998, 47 (10): 1658-1664. doi: 10.7498/aps.47.1658
摘要 +
圆Couette系统已成为研究从层流转捩为湍流以及有限几何尺寸对图案选择影响的范例.本文以实验和计算机模拟方法研究中等半径比圆Couette系统的稳定性.考察同轴独立旋转圆筒之间的粘性不可压缩流体运动,推广了经典的Rayleigh离心不稳定性理论,导出稳定性判据,用来定量地确定稳定界限.实验采用了流动显示和激光散射技术.仪器有半径比η=0.699,形状比Γ=18.流动状态相图中的显著特征是新的首次失稳态:当外筒静止或反向旋转时,首次失稳出现具有非零方位角波数的螺旋涡流,在轴向和方位角方向为行进波,而并非与时间无关的Taylor涡.初步实验所得的转捩Reynolds数与数值计算结果一致.实验室和数值实验显示出半径比对图案形成和转捩序列的影响.
流体、等离子体和放电
磁场下空心阴极氦放电过程中电子运动的计算机模拟
陈永洲, 陈清明, 李 军, 赖建军, 丘军林
1998, 47 (10): 1665-1672. doi: 10.7498/aps.47.1665
摘要 +
通过Monte Carlo方法,模拟了磁场下矩形空心阴极放电中电子的运动及其产生非弹性碰撞情况,得到了终止条件下电子的能量分布、空间分布和离子的空间分布.磁场的引入改变了电子的行程和产生各种非弹性碰撞的次数与位置,影响了整个放电过程.电子的各种参数分布的差异,正是由少数非弹性碰撞决定的.通过模拟得到,选择恰当的磁场强度,可以获得高的电离度,适当的离子分布和电子分布.这对于更有效地利用空心阴极的优点,发展离子型激光器,可能具有一定意义.
凝聚物质:结构、热学和力学性质
表面压诱导的外消旋双亲分子单层手征相分离的数学模型及其二维古典解
杨世
1998, 47 (10): 1673-1679. doi: 10.7498/aps.47.1673
摘要 +
研究表面压诱导的外消旋双亲分子单层手征相分离问题,通过视双亲分子单层为混合胆甾液晶薄膜、应用自由能极小化法所建立的数学模型,进而求出手性分离序参数与分子排列图案所满足的平衡方程的几类二维古典解.
铁电超微粒/硬脂酸LB膜的制备和光谱特性研究
钟菊花, 李远光, 张兆奎, 刘成林
1998, 47 (10): 1680-1684. doi: 10.7498/aps.47.1680
摘要 +
用LB膜技术组装铁电超微粒,实验结果显示:LB膜中的铁电超微粒比较稳定,覆盖度也比较高,并且存在介电限域效应,在室温下具有光致发光现象;荧光光谱具有宽的发光带,激发光谱存在上转换现象.
凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
蓝宝石的近边精细结构和电子数布居分析
J.S.BOW, R.W.CARPENTER, S.H.LIN, 田淑芬, 李天平, 樊锡君
1998, 47 (10): 1685-1694. doi: 10.7498/aps.47.1685
摘要 +
利用透射电子显微镜的电子能量损失谱研究了蓝宝石AlL和OK近边精细结构,给出了Al原子和O原子的电子数布居分析及不同分截面的比较.通过考虑一个原子在均匀固体中的电离来解释近边电离区中的元素效应.应用推广的Hückel分子轨道理论及反映了晶体变换对称性影响的布洛赫定理来计算电子从内层向价层的跃迁,从而解释了近边区域的化学效应.还考虑了附加的化学效应,这来自激发原子附近的原子产生的外行平面波弹性后向散射,由此产生电离区中的所谓延展精细结构.理论计算结果与实验得到的蓝宝石单相区电子能量损失谱符合较好.
As吸附在InP(110)表面电子性质的理论研究
王松有, 郑卫民, 钱栋梁, 郑玉祥, 陈良尧, 贾 瑜, 马丙现
1998, 47 (10): 1695-1703. doi: 10.7498/aps.47.1695
摘要 +
利用形式散射的格林函数方法,研究了As在InP(110)表面不同吸附结构的电子性质.体材料采用实用的经验紧束缚近似方法的哈密顿,分别计算了As-P交换作用和形成外延连续层结构表面态的性质,指出了表面态和表面共振态产生的原因.在计算中,一些表面紧束缚相互作用参数进行了调整,所得结果好于其他理论方法.
ZnSe/GaAs(100)界面电子结构的计算
杨仕娥, 马丙现, 贾 瑜, 申三国, 范希庆
1998, 47 (10): 1704-1712. doi: 10.7498/aps.47.1704
摘要 +
利用形式散射理论的格林函数方法,采用紧束缚最近邻近似下的sp3s模型,计算了ZnSe/GaAs(100)两类界面(Se/Ga和As/Zn界面)的电子结构.分别给出了两类界面的界面带结构和波矢分辨的层态密度及其分波态密度.计算结构表明,在ZnSe/GaAs(100)两类界面的禁带隙中均无界面态,而在其价带区均存在三条束缚的界面带和四条半共振带;通过比较,分析了两类界面的界面态特征及其来源.
新块材超导体Pr1-xCaxBa2Cu3O7-δ(0.4≤x≤0.6)的高压合成与超导电性
熊玉峰, 金 铎, 姚玉书, 吴 非, 贾顺莲, 赵忠贤
1998, 47 (10): 1713-1719. doi: 10.7498/aps.47.1713
摘要 +
采用高温高压合成方法,合成出了Pr1-xCaxBa2Cu3O7-δ(0.4≤x≤0.6) 系列块材超导体,在缺氧的Pr0.5Ca0.5Ba2Cu3O7-δ四方123结构样品中得到了Tc为98K.实验结果表明Pr在123结构中的价态为大于3+的混合价态,因而空穴填充和杂化导致的载流子局域化是Pr抑制123相超导电性的关键因素.
YBa2Cu3O7-δ外延薄膜的有效钉扎势
曹效文, 陈敬林, 李可斌, 王智河
1998, 47 (10): 1720-1726. doi: 10.7498/aps.47.1720
摘要 +
在0—7T磁场范围内,测量了不同测量电流密度下YBa2Cu3O7-δ外延薄膜的电阻温度关系.实验结果表明,临界温度以下,混合态的耗散电阻率能很好地用热激活磁通蠕动描述.有效钉扎势的电流密度关系遵守Zeldov等人提出的对数关系,有效钉扎势的温度和磁场关系遵守U∝(1-T/Tc)H-α关系,其中α=0.63,与热激活磁通点阵位错运动模型相一致,表明样品具有2D涡旋性质.
PLZST反铁电陶瓷电场诱导相变与相稳定性的研究
刘 鹏, 杨同青, 王志宏, 徐 卓, 张良莹, 姚 熹
1998, 47 (10): 1727-1733. doi: 10.7498/aps.47.1727
摘要 +
在三方铁电(FE)-四方反铁(AFE)的准同型相界附近制备了一系列组份为(Pb0.97La0.02)(Zr1-x-ySnyTix)O3(x=0.09或0.1;0.16≤y≤0.38)的反铁电陶瓷.研究了Sn含量y对电场诱导AFE→FE相变电场Ec、反铁电双电滞回线损耗ΔE、以及温度诱导FE→AFE相变温度TFE,AFE→顺电(PE)相变温度Tc的影响.沿AFE-FE相界Ti含量一定的条件下,Ec随着Sn含量y的增加而增大,ΔE减小,TFE与Tc均降低.场诱相变的回线参量Ec,ΔE与相变温度TFE和Tc相关联.在直流偏压下用原位X-射线衍射表征了相变时晶格结构的变化,结果表明,当电场达到AFE→FE相变临界场时,伴随相变的发生,晶格结构由四方相转变为三方相,晶胞体积增大.
合金元素韧化或脆化FeAl金属间化合物的微观机制
钟夏平, 邓 文, 唐郁生, 熊良钺, 王淑荷, 郭建亭, 龙期威
1998, 47 (10): 1734-1740. doi: 10.7498/aps.47.1734
摘要 +
通过测量二元FeAl以及含B,Zr或Si的FeAl合金的正电子寿命谱参数,计算合金基体和缺陷处的价电子密度.结果表明,当Al原子和Fe原子结合形成FeAl合金时,Al原子提供价电子与Fe原子的3d电子形成局域的共价键.FeAl合金基体的价电子密度很低,FeAl合金中金属键和共价键共存.FeAl合金晶界缺陷的开空间大于Fe空位或Al空位的开空间,FeAl合金晶界处的金属键合力很弱.在FeAl合金中加入少量的B,一部分B原子以间隙方式固溶到FeAl基体中,增加基体的价电子密度;另一部分B原子偏聚到FeAl合金的晶界上,也增加了晶界处的价电子密度.在FeAl合金中加入Zr,增加了合金中的金属键成分,使基体中的价电子密度增加,增强了基体中金属键合力.Zr原子的加入还降低了FeAl合金的有序度,使合金晶界容易弛豫,晶界缺陷的开空间变小.Zr原子在晶界附近出现,还增加了晶界处的价电子密度.在FeAl中加入B或Zr有利于提高合金的韧性.在FeAl合金中加入Si,晶界处的Si原子与邻近的原子形成强的共价键,使得在晶界处参与形成金属键的价电子密度降低.在FeAl中加入Si使合金更脆.
掺铒SiOx的光致发光特性
万 钧, 盛 篪, 陆 肪, 龚大卫, 樊永良, 林 峰, 王 迅
1998, 47 (10): 1741-1746. doi: 10.7498/aps.47.1741
摘要 +
利用分子束外延设备生长了掺铒SiOx,观察到铒掺入的同时O的掺入效率也得到提高.铒可以促进氧的掺入的原因是铒与氧在硅衬底表面反应,以络合物形式掺入硅中,从而提高了硅中氧的浓度.测量了铒在SiOx中的光致发光特性,结果表明掺铒的SiOx的发光强度从18K到300K仅下降了约1/2,这说明Er掺在SiOx中是一种降低发光强度的温度淬灭效应的途径,最后讨论了温度淬灭的机制.
p型α-多孔SiC的光致发光光谱研究
李纪焕, 金英猷, 杜英磊, 吴柏枚
1998, 47 (10): 1747-1753. doi: 10.7498/aps.47.1747
摘要 +
用UV光照射和不用UV条件下形成的p型α-PSC的PL光谱,2.35eV,2.50eV和2.70eV及3.4eV附近的发射峰已被观察到.研究了不同的制备条件下形成的p型α-PSC的PL谱的稳定性和不同的能量的光激发引起PL谱的差别.结果表明,在电化学腐蚀过程中制备条件对PSC的PL谱有很大的影响,前者在低能区有较强的光发射而后者则在高能区有较强的光发射;前者的光谱稳定性较好而后者发射光谱强度则随时间的增加而减少.对产生这些差别的原因进行了深入讨论.
物理学交叉学科及有关科学技术领域
(1-x)PMN-xPT铁电致冷陶瓷的研究
肖定全, 王永川, 张荣龙, 彭商强, 杨 斌, 朱建国, 张 文, 王洪涛
1998, 47 (10): 1754-1760. doi: 10.7498/aps.47.1754
摘要 +
概括介绍了铁电致冷基本原理,给出了三种电生热效应,即线性电生热效应、二次电生热效应和电场诱导一级相变型电生热效应的表达式,测量了(1-x)Pb(Mg1/3 Nb2/3 )O3-xPbTiO3[简记为(1-x)PMN-xPT],当x=0.08, 0.10和0.25时在室温附近的电生热性能,分析了其电生热效应的起源.研究结果表明,(1-x)PMN-xPT铁电固溶体陶瓷在室温附近具有较大的电生热效应;该效应起源于电场诱导一级相变型电生热效应和线性电生热效应;该系列陶瓷可望用于室温附近多级铁电致冷.