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Vol. 49, No. 11 (2000)

2000年06月05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
具有阻尼项的非线性波动方程的相似约化
闫振亚, 张鸿庆
2000, 49 (11): 2113-2117. doi: 10.7498/aps.49.2113
摘要 +
利用Clarkson和Kruskal引入的直接约化法,给出了具有阻尼项的非线性波动方程utt-2buxxt+αuxxxx=β(unx)x(α>0,β≠0,n≥2)三种类型的相似约化.从这些约化方程的Painlevé分析表明该方程在Ablowitz的猜测意义下是不可积的.此外还获得了该方程(n=2)的4种精确类孤波解.
有旋电子在电磁场及二维谐振子场中运动的双波描述
吴奇学
2000, 49 (11): 2118-2122. doi: 10.7498/aps.49.2118
摘要 +
研究有旋非相对论性电子在相互垂直的均匀电磁场及二维谐振子场中运动的量子单波及量子双波描述.
间隙线性反馈控制混沌
周世平, 赖建文, 李国辉, 徐得名
2000, 49 (11): 2123-2128. doi: 10.7498/aps.49.2123
摘要 +
提出了两种控制混沌的线性间隙反馈方法.该方法由控制相和非控制相组成,通过选取合适的反馈系数和控制相时间,可以获得各种不同的所需稳定的周期轨道.分别对一维的声光双稳系统和二维的类Henon吸引子进行计算机模拟,表明该方法可以使既定的系统按照给定的周期轨道演化,并且是大范围可控的.
钠玻璃与钛玻璃在静水压下的弹性性能
傅顺声, M.H.Manghnani, 李凤英, 王汝菊
2000, 49 (11): 2129-2132. doi: 10.7498/aps.49.2129
摘要 +
用超声脉冲重叠法测量了钠玻璃(float glass)和钛玻璃(SiO2+8.4wt%TiO2)从大气压到2GPa静水压条件下的纵波声速和横波声速.发现两种玻璃有不同的变化规律.钛玻璃的纵波声速和横波声速,与钠玻璃的横波声速都随压力的增加而减小;而钠玻璃的纵波声速随压力的增加先增大,后减小.这一现象不同于别的氧化硅玻璃.对实验结果进行了讨论,并计算了弹性模量在压力下的变化和Murnaghan状态方程参数.
原子和分子物理学
混合物质原子结构的自洽场计算
孟续军, 白 云, 孙永盛, 张景琳, 宗晓萍
2000, 49 (11): 2133-2138. doi: 10.7498/aps.49.2133
摘要 +
基于含温有界Hartree-Fock-Slater相对论自洽场平均原子模型,应用体积相加原理,计算混合物质的原子结构.给出了求解混合物的Thomas-Fermi方程以及自洽场原子结构的方法,并就一些计算结果作了讨论.
类锂等电子系列高位三激发态2p2np4So能量和到1s2pmp4P态的辐射跃迁
韩利红, 苟秉聪, 王 菲
2000, 49 (11): 2139-2145. doi: 10.7498/aps.49.2139
摘要 +
利用多组态相互作用方法及Rayleigh-Ritz变分法,计算了类锂离子2p2np4So(n=2—4)和1s2pmp4P(m=2,3)的能量.运用截断变分方法得到能量的改进量.计算了相对论修正、质量极化效应,从而获得了高精度的能量计算值.同时还计算了该系统之间的辐射跃迁波长、振子强度和辐射跃迁率.计算结果与实验符合得很好.
单模量子场作用下二能级原子能级的AC Stark移动
董太乾, 黄湘友, 邢爱堂
2000, 49 (11): 2146-2150. doi: 10.7498/aps.49.2146
摘要 +
通过分析跃迁概率幅的相位给出了与时间相关的微扰在跃迁过程中引起的能级移动公式,计算了处在不同量子态的单模场引起的二能级原子能级的AC Stark移动,结果表明场的量子统计特性会直接影响到原子能级移动.
激光诱导NO2分子500—532nm区荧光激发谱的实验研究
崔执凤, 凤尔银, 季学韩, 陆同兴, 陈 东, 李学初
2000, 49 (11): 2151-2158. doi: 10.7498/aps.49.2151
摘要 +
用准分子激光抽运可调谐染料窄带激光测定了室温下NO2分子500—532nm区高分辨荧光激发谱,在两个较强吸收区505—510nm和513—520nm范围内标识了25个振动带,并作了转动分析,得到了相应的带头位置、转动常数和旋-转偶合常数等分子光谱常数,在25个振动带中有5个谱带是新发现的,所有得到转动分析的谱线均属于平行跃迁X~ 2 A1—A~2B2,对实验结果的分析表明电子激发态A~
唯象论的经典领域
双模压缩真空场与耦合双原子相互作用系统中光场的量子特性
黄春佳, 周 明, 厉江帆, 孔凡志
2000, 49 (11): 2159-2164. doi: 10.7498/aps.49.2159
摘要 +
研究了双模压缩真空场与耦合双原子系统中光场的压缩性质和相干性质.讨论了光场的初始压缩因子、原子-场耦合常数及原子间偶极-偶极相互作用常数对光场量子特性的影响.
BaTiO3晶体自抽运相位共轭特性研究
许心光, 杜晨林, 邵宗书, 牟晓东, 胡居广, 徐海清, 罗豪苏, 仲维卓
2000, 49 (11): 2165-2170. doi: 10.7498/aps.49.2165
摘要 +
研究了多种Rh:BaTiO3和Ce:BaTiO3晶体样品的受激背向光折变散射自抽运相位共轭特性和响应时间特性.结果表明,入射光与晶体a面或b面法线的夹角较大时,自抽运相位共轭光有更高的反射率、更快响应时间.利用前向二波耦合特性和相向二波耦合特性对实验现象给予合理的解释.实验结果表明,多数Ce:BaTiO3晶体比Rh:BaTiO3晶体的共轭光反射率高.
一类低反射率分形膜系的设计
李 岩, 何大韧
2000, 49 (11): 2171-2175. doi: 10.7498/aps.49.2171
摘要 +
讨论了一类分形电磁波吸收膜层的设计.基于一种简化模型解析计算了膜系反射率,并得出了一系列选择膜层材料以降低反射率的判据.对由这些判据所选的一些理想和实际材料所构成的膜系的反射率进行了数值模拟.结果表明,符合材料判据构成的分形膜系的反射率会随分形级数的增加而逐渐降低.最低的平均反射率为0.01.
TiO2包覆石墨颗粒/硅油电流变液的研究
许素娟, 王 彪, 门守强, 陆坤权
2000, 49 (11): 2176-2179. doi: 10.7498/aps.49.2176
摘要 +
理论计算表明,介质包覆导体颗粒用作电流变液的分散相,可以获得高剪切应力的电流变液.采用溶胶-凝胶技术在尺度为5—10μm的石墨颗粒表面成功地包覆了TiO2,获得了金红石相TiO2包覆石墨的复合颗粒.配制成复合颗粒/硅油电流变液,其剪切应力与纯TiO2/硅油电流变液相比,可提高一个数量级.当电场强度为1.7kV/mm时,复合颗粒/硅油电流变液的剪切应力可达1.25kPa,电流密度小于10μA/cm2.
流体、等离子体和放电
对超热电子诱生的磁场分布的估算
陈正林, 张 杰
2000, 49 (11): 2180-2185. doi: 10.7498/aps.49.2180
摘要 +
利用简化模型估算了电荷分离场及由超热电子逃逸在等离子体表面产生的自生磁场的大小和空间分布.受电荷分离场的影响以及超热电子逃逸数的限制,超热电子产生的环形磁场主要分布于等离子体表面附近的焦斑半径内,仅当超热电子束流很强时(在1μm半径截面内达到103A量级),环形磁场才可以达到102T量级.一般情况下,由超热电子产生的磁场极小.
凝聚物质:结构、热学和力学性质
质量分离低能离子束沉积碳膜及离子轰击效应
李述汤, 廖梅勇, 张键辉, 秦复光, 刘志凯, 杨少延, 王占国
2000, 49 (11): 2186-2190. doi: 10.7498/aps.49.2186
摘要 +
用质量分离的低能离子束沉积技术得到了非晶碳薄膜,X射线衍射、Raman谱以及俄歇深度谱的线形表明,此种非晶碳膜中镶嵌着金刚石颗粒.碳离子的浅注入是该碳膜SP3形成的主要机理.从一个侧面说明了化学气相沉积法中偏压预处理增加金刚石成核的主要原因是因为离子轰击效应.
Ag-BaO薄膜内场助光电发射增强现象研究
张琦锋, 吴锦雷
2000, 49 (11): 2191-2195. doi: 10.7498/aps.49.2191
摘要 +
通过在Ag-BaO薄膜表面真空沉积10nm厚的银电极,成功制备了内场助结构Ag-BaO光电阴极.测试结果显示,Ag-BaO薄膜光电发射电流随内场助偏压的增大而上升.理论分析表明,Ag-BaO薄膜内场助光电发射增强现象产生的机理在于内场助作用下Ag微粒和BaO介质间等效界面位垒的减小及薄膜表面真空能级的相对下降.
填充式skutterudite化合物:BayFexCo4-xSb12的多步固相反应合成及结构
唐新峰, 陈立东, 後藤 孝, 平井 敏雄, 袁润章
2000, 49 (11): 2196-2200. doi: 10.7498/aps.49.2196
摘要 +
以Ba为填充原子,在x=0—3.0,y=0—0.7的组成范围内,用多步固相反应法合成了单相BayFexCo4-xSb12化合物.用Rietveld方法对结构的精确化结果表明:合成的BayFexCo4-xSb12化合物具有填充式skutterudite结构,Ba的热振动参数(B)比Sb,Fe/Co的大,表明在Bay
六方密堆二元合金的有序结构
宋庆功, 戴占海, 魏 环, 张庆军, 丛选忠
2000, 49 (11): 2201-2209. doi: 10.7498/aps.49.2201
摘要 +
采用晶格气体模型,用密度波理论确定了六方密堆二元合金的10种有序结构类型、14种完全有序结构,并对一些典型实验结果给予解释.
不同剂量C离子注入Si单晶中Si1-xCx合金的形成及其特征
王引书, 李晋闽, 王玉田, 林兰英, 金运范
2000, 49 (11): 2210-2213. doi: 10.7498/aps.49.2210
摘要 +
室温下在单晶Si中注入(0.6—1.5)%的C原子,利用高温退火固相外延了Si1-xCx合金,研究了不同注入剂量下Si1-xCx合金的形成及其特征.如果注入C原子的浓度小于0.6%,在850—950℃退火过程中,C原子容易与注入产生的损伤缺陷结合,难于形成Si1-xCx合金相.随注入C原子含量的增加,C原子几乎全部进入晶格位置形成Si1-xCx
均质形核结冰随机性及形核率的研究
曲凯阳, 江 亿
2000, 49 (11): 2214-2219. doi: 10.7498/aps.49.2214
摘要 +
从Stanley和Teixeira提出的水的微观结构连续模型出发推导了过冷水均质形核结冰概率与过冷水体积、时间和温度的关系,计算了过冷水均质形核率.计算避免了经典形核理论和密度函数法中对指前因子的求解,计算结果与实验结果符合较好.
多弧离子镀工艺对TiN/Ti与Cr/Cu界面及微结构的影响
林秀华, 刘 新
2000, 49 (11): 2220-2224. doi: 10.7498/aps.49.2220
摘要 +
用多弧离子镀技术在铜基上电镀Cr/Ni层进行不同工艺条件下多弧离子沉积TiN/Ti实验.借助X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了TiN/Ti与Cr/Cu接触界面形成、微结构及其组分与形貌.XRD分析显示,薄膜表面组分包含TiN,Ti2N多晶相外,还包含一些Cr-Ti的金属间化合物等.显然,TiN,Ti2N在表面上已形成.SEM观察指出,在90℃制备的表面膜具有不平整的类枝状结晶结构.随着温度升高至170℃,得到精细TiN/Ti覆盖层表面,XRD峰
薄膜生长的理论模型与Monte Carlo模拟
杨 宁, 陈光华, 公维宾, 张 阳, 朱鹤孙
2000, 49 (11): 2225-2229. doi: 10.7498/aps.49.2225
摘要 +
用Monte Carlo方法模拟了薄膜的二维生长.引入Morse作用势描述粒子间的相互作用情况,研究了相互作用范围α对薄膜生长初期形貌的影响.薄膜的生长经历了由临界核的形成、团的长大、形成迷津结构到连续成膜4个阶段.模拟结果表明,随着沉积粒子数的增加,成团粒子所占百分比下降.这与实际情况相符.
不同组分InxGa1-xAs(0≤x≤0.3)覆盖层对自组织InAs量子点的影响
王晓东, 牛智川, 封松林, 刘会赟
2000, 49 (11): 2230-2234. doi: 10.7498/aps.49.2230
摘要 +
研究了不同In组分的InxGa1-xAs(0≤x≤0.3)覆盖层对自组织InAs量子点的结构及发光特性的影响.透射电子显微镜和原子力显微镜表明,InAs量子点在InGaAs做盖层时所受应力较GaAs盖层时有所减小,并且x=0.3时,InGaAs在InAs量子点上继续成岛.随x值的增大,量子点的光荧光峰红移,但随温度的变化发光峰峰位变化不明显.理论分析表明InAs量子点所受应力及其均匀性的变化分别是导致上述现象的主要原因.
沉积在液体衬底上连续铝薄膜的微观结构
陶向明, 曾耀武, 冯春木, 焦正宽, 叶高翔
2000, 49 (11): 2235-2239. doi: 10.7498/aps.49.2235
摘要 +
研究了沉积在硅油衬底表面的连续铝薄膜的微结构及其表面形貌.与沉积在单晶硅表面的铝薄膜相比,两种铝薄膜均属颗粒结构,但硅油表面的铝薄膜具有颗粒尺寸较小、大小不均匀,表面起伏较大等特点,而且在该铝薄膜边缘的下表面,有一明显的波纹状楔型结构,其斜率仅为10-4—10-5.实验结果表明:这一现象是由于液体衬底的热膨胀行为引起的.此外对样品的晶态也进行了研究.
二氧化硅及其硅烷自组装膜微观摩擦力与粘着力的研究(Ⅰ)摩擦力的实验与分析
钱林茂, 雒建斌, 温诗铸, 萧旭东
2000, 49 (11): 2240-2246. doi: 10.7498/aps.49.2240
摘要 +
使用原子力/摩擦力显微镜在5%—99%的相对湿度范围,研究了二氧化硅和二氧化硅基体上十八烷基三甲氧基硅烷自组装膜(简称OTE SAM/SiO2)表面摩擦力和粘着力随湿度的变化规律.实验表明OTE SAM/SiO2不仅能明显改善二氧化硅基体表面的摩擦性能,而且在200nN(接触区Hertz压力约为0.8GPa)的载荷条件下表现出良好的抗磨性能.由于强的亲水性,二氧化硅表面的摩擦力随湿度的增大先逐渐增大,然后急剧减小.相反,OTE SAM/SiO2
二氧化硅及其硅烷自组装膜微观摩擦力与粘着力的研究(Ⅱ)粘着力的实验与分析
钱林茂, 雒建斌, 温诗铸, 萧旭东
2000, 49 (11): 2247-2253. doi: 10.7498/aps.49.2247
摘要 +
使用原子力/摩擦力显微镜,在5%—99%相对湿度范围,研究了二氧化硅和二氧化硅基体上十八烷基三甲氧基硅烷自组装膜(简称OTE SAM/SiO2)表面粘着力随湿度的变化规律.实验表明,二氧化硅表面的粘着力随湿度的增大先逐渐增大,然后急剧减小.相反,OTE SAM/SiO2由于其良好的斥水性,表面的粘着力随湿度的增大基本不变.着重从基本界面力,即表面张力、范德瓦耳斯力和基本键合力的形成与变化,分析了二氧化硅表面粘着力随湿度的增大先增后减的原因,探讨了粘着力的产生机理
混合金属卤化物的超晶格与量子线特征
魏建华, 解士杰, 梅良模
2000, 49 (11): 2254-2260. doi: 10.7498/aps.49.2254
摘要 +
从紧束缚模型出发,发现周期性排列的两种金属卤化物材料可以形成超晶格和多量子阱(线)结构,并进一步研究了这种新型结构的性质随单体材料势垒和势阱宽度的变化规律,发现由金属卤化物形成的周期性结构表现出明显的量子阱(线)特征,对掺杂电荷的约束作用也非常强,从而证明了可以研制和开发基于金属卤化物的多量子阱(线)材料与器件.
凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
杂质引起的非费密液体行为
曹天德, 陈 敏, 王 庆
2000, 49 (11): 2261-2263. doi: 10.7498/aps.49.2261
摘要 +
研究含杂质散射的电子系统的非费密液体行为.采用单杂质模型,通过格林函数的计算,证明无论有无束缚态,n(=3,2,1)维电子系统都可出现非费密液体行为.
混合卤化物中的极化子与双极化子
魏建华, 解士杰, 梅良模
2000, 49 (11): 2264-2270. doi: 10.7498/aps.49.2264
摘要 +
应用紧束缚双带模型对混合卤化物的电荷掺杂性质进行了计算,发现单电荷掺杂在混合卤化物中形成极化子,双电荷掺杂则形成稳定的双极化子;单体的长度和界面耦合都对极化子和双极化子的产生和稳定性有影响.混合卤化物的单体对掺杂电荷具有选择性;电子-电子相互作用并不能使形成双极化子的两个同号电荷相互排斥而形成两个单极化子.在具有电荷自发转移的材料中,混合卤化物单体对掺杂电荷没有像其他混合卤化物一样的选择性,掺杂电荷的定域位置取决于两种单体对该电荷的束缚能力.
平移压缩Fock态下介观电容耦合电路的量子涨落
詹明生, 刘堂昆, 王继锁
2000, 49 (11): 2271-2275. doi: 10.7498/aps.49.2271
摘要 +
从经典电容耦合电路的运动方程出发,研究了在平移压缩Fock态下介观电容耦合电路中每个回路的电荷和电流的量子涨落.结果表明,每个回路中电荷、电流的量子涨落只依赖于两个回路的器件参数和压缩参量,而与平移参量无关.
铁磁-绝缘层-d波超导结中的Andreev反射特性
陈贵宾, 邢定钰, 董锦明, 董正超
2000, 49 (11): 2276-2280. doi: 10.7498/aps.49.2276
摘要 +
考虑到铁磁层中的磁交换作用和界面散射效应,利用推广的Blonder-Tinkham-Klapwijk散射理论,计算铁磁-绝缘层-d波超导结中的准粒子输运系数与隧道谱.研究表明:铁磁层中的交换场能抑制Andreev反射,使得依赖于准粒子入射角的Andreev反射表现出瞬息波的行为,呈现一些新的隧道谱特征.
晶粒边界对Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合材料性能的影响
计齐根, 都有为
2000, 49 (11): 2281-2286. doi: 10.7498/aps.49.2281
摘要 +
用快淬急冷技术制备了Nd10Fe84-xB6Inx(x=0和1)系列薄带磁体.利用添加和挥发微量In元素的方法从宏观表现上研究了晶粒边界对晶粒之间交换耦合和磁硬化等性能的影响.发现晶粒边界性质以不同方式影响着磁体矫顽力和剩磁比.某些晶界特性,像缺陷、应力等主要影响磁硬化机制;而另外一些性能,如晶界类型、边界处的自旋取向及结晶学相关性等则控制着交换耦合的强度.
R2Fe17-xAlx化合物中R-T交换耦合常量的计算
郝延明
2000, 49 (11): 2287-2289. doi: 10.7498/aps.49.2287
摘要 +
讨论了利用分子场近似结合中子衍射或X射线衍射的实验结果计算R2Fe17型稀土过渡族化合物中稀土磁矩与过渡族磁矩之间交换耦合常量的方法,并据此计算了R2Fe17-xAlx(R=Tb,Dy,Ho,Er,Gd,x=7或8)化合物中稀土磁矩与过渡族磁矩之间的交换耦合常量.计算结果与实验值符合较好.
真空退火对周期性界面掺杂Ni80Co20薄膜磁性的影响
童六牛, 何贤美, 鹿 牧
2000, 49 (11): 2290-2295. doi: 10.7498/aps.49.2290
摘要 +
用磁控溅射方法制备了两个具有不同Fe层厚度的[Ni80Co20(L)/Fe(tFe)]N多层膜系列样品,其中tFe=0.1和2nm.研究了两个系列样品的磁及输运性质随Ni80Co20层厚度L的变化关系.在退火态[Ni80Co20(L)/Fe(0.1nm)]N系列样品中,发现各向异性磁电阻(
横场-伊辛模型中BaTiO3的铁电行为
张 磊, 钟维烈
2000, 49 (11): 2296-2299. doi: 10.7498/aps.49.2296
摘要 +
采用横场-伊辛模型描述了BaTiO3中量子效应对铁电行为可能的贡献.计算显示量子效应可以明显地减少铁电体的自发极化.模型给出的理论结果与BaTiO3的介电及极化实验结果符合较好.
Pb(Zr,Sn,Ti)O3反铁电陶瓷的低温相变扩散与极化弛豫
刘 鹏, 杨同青, 张良莹, 姚 熹
2000, 49 (11): 2300-2303. doi: 10.7498/aps.49.2300
摘要 +
用弱场介电温谱、热释电流谱、强场电滞回线和变温X射线衍射谱研究了微量La掺杂Pb(Zr,Sn,Ti)O3(PZST)反铁电(AFEt)陶瓷在-100—180℃温区内的结构与电学特性.弱场介电温谱显示,AFEt陶瓷在低温段(-100—50℃)呈现介电频率弥散(0.1—100kHz)和扩散型相变的特征,而变温X射线衍射谱却表明材料在这一温区内保持四方相结构;低温下经强场作用后,AFEt被诱导为亚稳三方铁电态,介电频率弥散消失.基于多元复杂化合物的组分起伏理论,讨论了PZST AFEt陶瓷
镶嵌在SiO2薄膜中InAs纳米颗粒的Raman散射
石建中, 邵庆益, 朱开贵
2000, 49 (11): 2304-2306. doi: 10.7498/aps.49.2304
摘要 +
对镶嵌在SiO2薄膜中纳米InAs颗粒的Raman散射谱进行了研究.与大块InAs晶体相比,InAs纳米颗粒的Raman散射谱具有相似的特征,即由纵光学声子模和横光学声子模组成,但是散射峰宽化并红移.用声子限域效应解释了散射峰的红移现象,并结合InAs纳米颗粒的应力效应解释了红移量与理论值的差异.
ZnO:Tb纳米晶的协同发光现象
张志华, 郭海清, 刘舒曼, 刘峰奇, 王占国
2000, 49 (11): 2307-2309. doi: 10.7498/aps.49.2307
摘要 +
用光致发光的方法研究了掺铽的ZnO纳米晶这种新型掺杂纳米晶体系,观察到了其中的协同发光现象,指出ZnO纳米基质与掺入其中的铽中心之间存在有效的能量传递.该能量传递对稀土铽离子的特征发光起决定性的作用.
物理学交叉学科及有关科学技术领域
氮对类金刚石薄膜的微观结构内应力与附着力的影响
张伟丽, 王林军, 史为民, 居建华, 夏义本, 黄志明, 李志锋, 郑国珍, 汤定元
2000, 49 (11): 2310-2314. doi: 10.7498/aps.49.2310
摘要 +
采用原子力显微镜(AFM)、俄歇电子能谱(AES)和显微压痕分析等手段对射频等离子体增强化学气相沉积法制备的掺氮类金刚石(DLC:N)薄膜的微观结构和力学性能进行了研究.结果表明,随着含氮量的增加,DLC薄膜的AFM表面形貌中出现了几十纳米的颗粒,原子侧向力显微镜和AES分析表明这种纳米颗粒是x大于0.126的非晶氮化碳CNx结构.这种非晶DLC/CNx的纳米复合结构,减小了薄膜的内应力,从而提高了薄膜与衬底的附着力.