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Vol. 53, No. 4 (2004)

2004年02月20日
总论
总论
基本粒子物理学与场
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核物理学
核物理学
原子和分子物理学
原子和分子物理学
唯象论的经典领域
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流体、等离子体和放电
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凝聚物质:结构、热学和力学性质
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凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
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物理学交叉学科及有关科学技术领域
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领域
总论
一类非谐振模型势径向平均值的解析表达式及其递推关系
陈昌远, 陆法林, 孙东升, 刘成林
2004, 53 (4): 973-977. doi: 10.7498/aps.53.973
摘要 +
获得了一类非谐振模型势,即环形非球谐振子、非球谐振子和环形振子径向平均值的两个递推关系.给出了这些非谐振模型势的部分径向幂次平均值的解析表达式.
透镜型量子点中类氢杂质基态能的计算
常加峰, 曾祥华, 周朋霞, 毕桥
2004, 53 (4): 978-983. doi: 10.7498/aps.53.978
摘要 +
通过有效质量近似和变分法,研究了垂直磁场下透镜型量子点中类氢杂质基态能量,并与球型量子点进行了比较.研究表明:对于球型量子点,基态能仅与杂质的偏离距离有关,与垂直和水平偏离无关;而对于透镜型量子点,由于水平方向和垂直方向束缚势的非对称性,电子基态能不仅与杂质的偏离距离有关,还与杂质偏离方向有关.
弱相互作用费米气体的热力学性质
苏国珍, 陈丽璇
2004, 53 (4): 984-990. doi: 10.7498/aps.53.984
摘要 +
根据赝势法导出无外势时弱相互作用费米气体的化学势、内能和定容热容的解析表达式.在此基础上,采用局域密度近似研究谐振势中弱相互作用费米气体的热力学性质,探讨粒子间相互作用对系统性质的影响.
低维俘获原子的玻色-爱因斯坦凝聚中的有限粒子数效应
崔海涛, 王林成, 衣学喜
2004, 53 (4): 991-995. doi: 10.7498/aps.53.991
摘要 +
基于Thomas-Fermi近似,通过对配分函数的高温展开确定了体系的有效态密度,得到了在忽略相互作用下,低维受俘获原子玻色爱因斯坦凝聚的临界温度,并计算出了临界温度附近体系的比热容随温度的变化行为.研究结果表明:二维情况下,体系的比热容c正比于T2;而在一维情况下,c随温度呈线性增加.
ENSO非线性模型的摄动解
莫嘉琪, 林万涛
2004, 53 (4): 996-998. doi: 10.7498/aps.53.996
摘要 +
研究了一类ENSO摄动模型.利用摄动理论和方法,构造了相应问题的渐近展开式.
基于观测器的混沌广义同步解析设计
李国辉
2004, 53 (4): 999-1002. doi: 10.7498/aps.53.999
摘要 +
提出用改进的状态观测器研究混沌广义同步问题.采用解析法求得了混沌广义同步的响应系统.从状态观测器理论,得到驱动和响应系统全局渐进线性广义同步的充分条件.以超混沌R?ssler系统为例,数值研究了该同步方法.结果表明了它的有效性.
不同掺杂Zn0.95Cd0.05Te〈110〉单晶的THz辐射特性研究
张希成, Kang Hyun-Shik, Kim Tae-Kyu, 李福利, 杨玉萍, 施宇蕾, 汪力, 王秀敏, 徐新龙
2004, 53 (4): 1003-1007. doi: 10.7498/aps.53.1003
摘要 +
利用太赫兹(THz)时域光谱技术研究了不同掺杂的Zn0.95Cd0.05Te〈110〉单晶产生THz辐射的特性.实验发现,当晶体的直流电阻率ρ>102 Ω·cm时,晶体产生THz辐射的效率随着晶体电阻率的增加而增加,但当电阻率ρ>106 Ω·cm时,晶体产生THz辐射的效率出现饱和甚至可能下降.光谱测量结果表明,此类晶体在THz波段的透过率基本上取决于其低频电阻率,但除了晶体对THz辐射的吸收这一因素外,其色散性质的变
原子力显微术轻敲模式中探针样品接触过程及相位衬度研究
刘磊, 胡海龙, 张琨, 王晓平
2004, 53 (4): 1008-1014. doi: 10.7498/aps.53.1008
摘要 +
借助简单的有阻尼受迫振子模型,研究了原子力显微术轻敲模式中探针与样品接触时间tc、样品的表面形变Dz和相位衬度对探针设置高度zc及样品杨氏模量Es的依赖关系.结果发现,tc与Dz均随Es及zc的增大而减小,同时探针与样品作用过程伴随很小的能量耗散.对轻敲过程中相移量φ的研究表明,Es较大的样品有较小的φ,且φ随
基本粒子物理学与场
关于B0→K0π0衰变过程研究
尹新国, 吴向尧, 尹建华, 谢远亮, 郭义庆, 张晓波
2004, 53 (4): 1015-1019. doi: 10.7498/aps.53.1015
摘要 +
系统地计算B0→K0π0衰变过程的强子矩阵元,它包括领头阶因子化部分,αs修正的硬胶子交换部分和软胶子交换部分.其中软胶子交换部分,无论在量子色动力学(QCD)因子化方法中,还是在微扰QCD中都不能进行计算.用光锥QCD求和规则系统地计算了这部分贡献,并发现在该衰变道中软胶子交换部分与领头阶因子化部分以及αs修正的硬胶子交换部分有相同的数量级,因此不能忽略.最后计算了该衰变过程的分支比,计算结果与
核物理学
带电多重数赝快度密度对碰撞对心度依赖关系研究
姜志进
2004, 53 (4): 1020-1022. doi: 10.7498/aps.53.1020
摘要 +
以核-核碰撞的独立源理论为基础,讨论了(SNN)1/2=130 GeV的Au+Au碰撞中,中心快度区带电多重数赝快度密度dnch/dη对碰撞对心度的依赖关系.理论结果较好地反映了实验事实.
原子和分子物理学
双抽运光作用电磁感应透明的实验研究
赵建明, 赵延霆, 黄涛, 肖连团, 贾锁堂
2004, 53 (4): 1023-1026. doi: 10.7498/aps.53.1023
摘要 +
主要研究抽运光的强度对V型铯原子三能级系统电磁感应透明的影响,同时研究了双抽运光作用对电磁感应透明的影响,并利用光与原子作用的密度矩阵加以解释.实验结果与理论计算相符.
N2O+离子A2Σ+电子态的光谱研究
徐海峰, 郭颖, 李奇峰, 戴静华, 刘世林, 马兴孝
2004, 53 (4): 1027-1033. doi: 10.7498/aps.53.1027
摘要 +
用一束波长为360.55 nm的激光,通过N2O分子的(3+1)共振增强多光子电离过程制备纯净的母体离子N2O+ X2Π3/2,1/2(000).用另一束可调谐激光将N2O+离子激发至预解离态A2Σ+,利用飞行时间质谱检测解离碎片NO+离子强度随光解光波长的变化,在278—328 nm波长
Paul阱中基态低能多离化Fen+(n=1—3)离子的存储及反应特性
聂宗秀, 李交美, 朱燕舞, 管桦, 舒华林, 邵辉丽, 高克林, 蒋玉蓉
2004, 53 (4): 1034-1038. doi: 10.7498/aps.53.1034
摘要 +
利用垂直交叉的激光束在Paul阱中溅射固体铸铁(FeC)靶,产生了低能多电荷铁离子 Fen+(n=1—3), 得到了Fe3+离子在本底气压为3.0×10-7 Pa下的衰减速率(0.96 s-1)以及在1.3×10-5 Pa下和中性气体分子N2的反应产物.
气相碳原子成笼的动力学模拟
盛阳, 宁西京
2004, 53 (4): 1039-1043. doi: 10.7498/aps.53.1039
摘要 +
分析了高温气相条件下纳米团簇形成的动力学过程.采用所谓的“速度遗忘”方法尝试建立了一个简化的动力学模型,并用此模型模拟了气相碳原子成笼的动力学过程.通过分析不同的模拟条件(对应于不同的实验条件)下碳原子在成笼过程中的运动轨迹,得到了与气相合成碳纳米团簇实验相符合的规律.
Ga6N6团簇结构性质的理论计算研究
郝静安, 郑浩平
2004, 53 (4): 1044-1049. doi: 10.7498/aps.53.1044
摘要 +
在密度泛函理论的基础上,对Ga6N6团簇进行了第一性原理、全电子、从头计算,得到了10种可能的三维空间结构及其电子结构.其中最稳定结构的一对GaN原子的平均结合能为9.748 eV,因此是可能存在的.但与他人计算的Ga3N3和Ga5N5相比,Ga6N6团簇可能不属于“幻数”团簇.最稳定结构的Ga6N6
3d系列 (TM)4 团簇的结构和磁性
吕瑾, 许小红, 武海顺
2004, 53 (4): 1050-1055. doi: 10.7498/aps.53.1050
摘要 +
基于第一性原理,在密度泛函理论下,用局域自旋密度近似(LSDA)和广义梯度近似(GGA)对(TM)4团簇的所有几何构型进行优化、能量、频率和磁性计算.确定出3d系列(TM)4团簇的基态构型,对其磁性、结合能和平均原子间距作了系统的研究,得出在3d系列(TM)4团簇中,Mn4的局域磁矩最大,V4的局域磁矩最小,并且除Cr4在LSDA和GGA均为反铁磁性耦合及GGA下的V
GamPn和GamP-n团簇结构及其光电子能谱的理论研究
贾文红, 武海顺
2004, 53 (4): 1056-1062. doi: 10.7498/aps.53.1056
摘要 +
采用密度泛函理论中B3LYP泛函方法,在6—31G*水平上,对GamPn(m+n≤5)团簇及其阴离子的几何构型和振动光谱性质进行了研究. 在相同水平下计算了GamP-n(m+n≤5)的垂直电离能和GamPn(m+n≤5)的绝热电子亲核势. 结果表明:单线态稳定结构有较高的对称性,二重态的稳定结构对称性相对较低.
唯象论的经典领域
单周期以上超短脉冲光束在自由空间中的矢量非傍轴传输方法
陆大全, 胡巍, 杨振军, 郑一周
2004, 53 (4): 1063-1069. doi: 10.7498/aps.53.1063
摘要 +
在Lax等建立的微扰法的基础上,应用傅里叶变换的方法得到了一种用于自由空间中单周期以上(即脉冲长度在一个振荡周期以上)脉冲光束的矢量非傍轴修正方法.在频域,其横向分量的一阶修正等价于Fu等所得相应结果,而在时域内则比Fu等所得结果更有利于非傍轴解析解的得出.通过量级关系证明了矢量效应在对标量傍轴光束修正中的必要性.从例子中发现,由于时空耦合的存在,超短脉冲光束中的矢量非傍轴效应会被其时间分布所影响.
非相干多分量空间双稳态孤子
陈园园, 王奇, 施解龙
2004, 53 (4): 1070-1075. doi: 10.7498/aps.53.1070
摘要 +
非相干多分量光束在高阶非线性介质中可以形成双稳态孤子.利用相干密度法首次得到了非相干多分量双稳态孤子的解析表达式.介质的高阶非线性决定了双稳态孤子的存在范围和峰值强度.得到了光束的截止波长,最小宽度和介质的非线性条件,并研究了非相干多分量光束中相干分量的传输演化.利用稳定性条件,严格证明了非相干多分量双稳态孤子在介质中可以保持稳定传播.
光致变色二芳基乙烯多波长光存储研究
齐国生, 肖家曦, 刘嵘, 蒋培军, 佘鹏, 徐端颐
2004, 53 (4): 1076-1080. doi: 10.7498/aps.53.1076
摘要 +
多波长光致变色存储是基于光致变色原理的一种高容量光存储方法.介绍了多波长光存储的存储原理、系统构成和光盘结构.利用三波长光致变色存储实验装置,进行了三波长光致变色存储的实验.结果显示,实验中采用的三种光致变色材料可用于多波长存储,多波长存储读出信号对比度较高,各记录信号之间几乎无串扰.记录信息经50次低速读出后仍保持较高对比度.
Kerr介质中耦合双原子与双模压缩真空场相互作用系统的光子统计性质
方家元, 黄春佳, 黄祖洪, 周明
2004, 53 (4): 1081-1087. doi: 10.7498/aps.53.1081
摘要 +
研究了存在Kerr介质时,双模压缩真空场与耦合二能级原子相互作用系统中光子的统计性质,讨论了Kerr介质与光场的耦合强度、光场的初始压缩因子和原子的初态对光子统计性质的影响.数值计算结果表明,光子周期性地交替呈现聚束和反聚束效应,光场两模之间总是呈现正相关,并且这种相关为非经典相关;Kerr介质的影响使光场的二阶相干度演化曲线呈现周期性的崩塌-回复现象,随着Kerr效应的加强,崩塌-回复周期变短,以至消失.
自聚焦克尔类电介质中非傍轴光束调制非稳的研究
冯敏, 卫青, 施解龙, 薛云
2004, 53 (4): 1088-1094. doi: 10.7498/aps.53.1088
摘要 +
将非傍轴效应等效为四阶空间色散、五阶非线性效应和自陡峭效应加以处理.利用线性稳定法研究非傍轴光束在非线性克尔介质中的传播稳定性.理论分析和数值模拟均表明,入射功率p0和非傍轴参量a决定非傍轴光束调制非稳增益谱呈现出三种不同的分布规律,并给出相应判据以区分三种不同分布.
具有镜像对称结构的一维光子晶体的透射谱
杜桂强, 刘念华
2004, 53 (4): 1095-1098. doi: 10.7498/aps.53.1095
摘要 +
计算了具有镜像对称性结构的一维光子晶体的透射谱.在光子晶体的禁带中得到了多个完全透射峰.用数学归纳法得到了简单的迭代关系式用以计算多个完全透射峰的频率.只要结构具有镜像对称性,中心透射峰总是存在,而其他透射峰则依赖于缺陷的位置和折射率.适当选择对称结构,可以得到一个近完全透射带.
软x射线平面镜不同掠射角下的反射率标定
张景和, 孙可煦, 易荣清, 杨国洪, 江少恩, 崔延莉, 刘慎业, 丁永坤, 崔明启, 朱佩平, 赵屹东, 朱杰, 郑雷
2004, 53 (4): 1099-1104. doi: 10.7498/aps.53.1099
摘要 +
报道了平面反射镜在不同掠射角下的反射率标定实验.实验利用北京同步辐射装置(BSRF)-3W1B束线及反射率计靶室,在束流强度40—120 mA、贮存环电子能量2 GeV专用光运行模式下,在50—1500 eV能区,做了四种材料平面镜在不同掠射角下的反射率标定.标定过程用高灵敏度无死层的硅光二极管代替x射线二极管作探测器,使输出信号提高2—3个数量级.最终给出C,Si,Ni和Au四种材料平面镜在1°—7°掠射角下的反射率标定曲线,并把实验数据与理论计算值进行了比对和分析.
基于半导体光放大器和非线性光纤环镜的光脉冲压缩器的设计模型和理论分析
吴建伟, 夏光琼, 吴正茂
2004, 53 (4): 1105-1109. doi: 10.7498/aps.53.1105
摘要 +
提出了一个基于半导体光放大器和级联的非线性光纤环镜(NOLM)相结合的光脉冲压缩器的设计模型.数值研究结果表明:通过合理选取NOLM的长度,利用该模型可将皮秒光脉冲压缩为无基座飞秒光脉冲.
流体、等离子体和放电
电磁波在径向非均匀球对称等离子体中的衰减
宋法伦, 曹金祥, 王舸
2004, 53 (4): 1110-1115. doi: 10.7498/aps.53.1110
摘要 +
提出了一种计算任意入射角的电磁波在径向非均匀球对称等离子体中的传播和吸收的模型.在此模型中,把非均匀等离子体球分成若干个同心等离子体球壳,并且假定每一个同心壳层内等离子体密度均匀分布.采用几何光学近似方法,考虑相位系数和衰减系数的矢量性,分别研究了几种典型的非均匀密度分布形式的等离子体在不同碰撞频率、中心等离子体密度和电磁波入射角条件下对入射电磁波的传播和衰减特性,获得了一些有意义的结果.
蒙特卡罗模拟在辉光放电鞘层离子输运研究中的应用
王建华, 金传恩
2004, 53 (4): 1116-1122. doi: 10.7498/aps.53.1116
摘要 +
利用蒙特卡罗方法模拟氩气直流辉光放电鞘层内离子的运动过程.模拟基于离子与中性原子的电荷转移和弹性散射两种主要的散射过程,考虑了碰撞截面与能量相关和不相关两种情况,在弹性散射中采用了势场相互作用模型和刚性球碰撞两种模型.通过模拟得到不同气压和不同放电电压下离子入射阴极的能量分布和角度分布,并对几种模型的模拟结果进行了比较和讨论.
超声分子束在HL-1M托卡马克等离子体中的消融和穿透
焦一鸣, 周艳, 姚良骅, 董家齐
2004, 53 (4): 1123-1128. doi: 10.7498/aps.53.1123
摘要 +
讨论并研究了超声分子束在托卡马克等离子体中的消融和穿透问题,其中包括了分子束的绝热膨胀,团簇的形成和解离,束的静电屏蔽效应和冷通道效应.研究结果表明,在考虑了这些效应以后数值得到的结果与实验结果相近.这些研究对于更好地理解超声分子束与等离子体的相互作用和优化设计加料系统有一定作用.
长脉冲相对论速调管中束流脉冲缩短的研究
黄华, 范植开, 谭杰, 马乔生, 甘延青, 常安碧
2004, 53 (4): 1129-1135. doi: 10.7498/aps.53.1129
摘要 +
介绍L波段长脉冲相对论速调管放大器研究中,长脉冲强流相对论电子束(IREB)经过输入腔和中间腔间隙后的脉冲缩短问题.分析了造成束流脉冲缩短的主要机理之一是高频系统的角向非均匀模式与电子束相互作用而使得束流扩散形成的,并经过实验参数的调节,减轻了长脉冲IREB的脉冲缩短问题,得到了较强的基波调制电流.从长脉冲加速器引出500 kV,3.5 kA,1.3 μs的电子束,经过输入腔和两个群聚腔的调制后,得到了2.0 kA的基波调制电流,束流脉冲宽度由0.3 μs增加到1 μs,束流脉冲缩短问题得到明显减轻.
行波管放大器中的电子混沌现象
丁武, 郝建红
2004, 53 (4): 1136-1144. doi: 10.7498/aps.53.1136
摘要 +
用自洽方程模拟了波-粒相互作用过程中的电子混沌行为.结果表明:随着电流的增大,电子在相空间的运动轨道将变得混沌,混沌轨道受失谐量的影响.在时间上,电子混沌比场的极限环和混沌振荡出现要早.与场出现极限环振荡的电流阈值相比,出现电子混沌的电流阈值要小;在场呈极限环状态的“软”非线性区域,电子的混沌轨道占据大部分相空间;而在场混沌的“硬”非线性区域,混沌轨道则弥漫在整个相空间.当电流一定时,电子的混沌运动图样是不变的;在一定的电流范围内, 场的极限环和混沌振荡特征是确定的, 但它们的输出功率是不确定的.
二维相对论运动等离子体的介电率张量
宫玉彬, 唐昌建, 杨玉芷
2004, 53 (4): 1145-1149. doi: 10.7498/aps.53.1145
摘要 +
定义了相对论性运动等离子体的物理模型.利用荷流体的微扰理论,研究了该系统二维扰动现象及背景离子下的束-波互作用问题,导出了该系统的介电率张量.研究表明,相对论运动等离子体系统属复杂的色散荷流体介质并呈复杂的空间电磁不均匀性.数值模拟计算给出了相对论运动等离子体系统的介电率对波频率、电子能量以及空间坐标的响应.
凝聚物质:结构、热学和力学性质
不同能级加速过滤电弧沉积四面体非晶碳膜的结构和性能
张连生, 王景贺, 朱嘉琦, 孟松鹤, 韩杰才
2004, 53 (4): 1150-1156. doi: 10.7498/aps.53.1150
摘要 +
采用过滤阴极真空电弧技术,通过施加0—2000 V衬底负偏压使沉积离子获得不同能级的入射能量,在单晶硅上制备了四面体非晶碳薄膜.拉曼光谱分析表明,薄膜的结构为非晶sp3骨架中镶嵌着平面关联长度小于1 nm的sp2团簇.原子力显微镜研究表明:在低能级、富sp3能量窗口和次高能级,薄膜中sp3的含量越多,其表面就越光滑,应用sp3浅注入生长机制能够圆满地解释薄膜表面形态与离子入射能量之间的关系;但在高
沟道效应的运动阻尼与系统走向混沌的临界特征
罗诗裕, 谭永明, 邵明珠, 韦洛霞, 邓立虎
2004, 53 (4): 1157-1161. doi: 10.7498/aps.53.1157
摘要 +
利用正弦平方势,把粒子运动方程化为具有运动阻尼和周期调制的摆方程.利用Melnikov方法分析了系统的全局分叉和混沌行为,指出了沟道辐射本底增强和沟道效应的无规行为与混沌之间的相关性.
一维有机导体的Peierls相变研究
张红群
2004, 53 (4): 1162-1165. doi: 10.7498/aps.53.1162
摘要 +
根据建立在电子-声子相互作用基础上的Peierls 相变理论,利用形变势模型和半经验晶体轨道方法计算的能带结构数据,对一维有机导体tetrathiafulvalene-tetracyanoquinodimethane的Peierls相变温度进行了计算.并对其金属-绝缘体相变机制进行了讨论.
掺杂对液晶磁场弗里德里克斯转变影响的探讨
林子扬, 李涛, 项颖
2004, 53 (4): 1166-1170. doi: 10.7498/aps.53.1166
摘要 +
采用相位延迟法,通过对分别掺入微量卟啉类物质、纤维蛋白质和双偶氮苯沿面排列5CB液晶磁场弗里德里克斯转变的实验和数值计算,从实验和原理上探讨了微量掺杂对沿面排列5CB液晶磁场弗里德里克斯转变的影响.数值计算结果与实验相符,呈现两种转变过程.研究表明,掺杂物的磁学性质不同、分子的形状和大小不同对液晶弗里德里克斯转变和弗里德里克斯转变阈值的影响不同.进一步的掺杂2-benzothiazolethiol-linked porphyrinatozinc(Ⅱ)实验说明了这种情况.
GaN表面极性的光电子衍射研究
徐彭寿, 邓锐, 潘海斌, 徐法强, 谢长坤, 李拥华, 刘凤琴, 易布拉欣·奎热西
2004, 53 (4): 1171-1176. doi: 10.7498/aps.53.1171
摘要 +
利用x射线光电子衍射的极角扫描模式,采集了GaN(0001)表面由(1010)和(1120)晶面产生的光电子衍射实验曲线,并运用光电子衍射的前向聚焦效应确定了GaN(0001)表面是Ga在最外层的极性面.利用与能量有关的光电子衍射即角分辨光电发射精细结构谱技术并结合多重散射团簇模型计算对GaN(0001)表面的极化性质进行了研究,进一步证实了GaN表面是Ga在最外层的极性面.
凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
重电子金属CeCu5.8M0.2(M=Ni, Zn, Cd)低温物性的比较
孟继宝, 陈兆甲, 雒建林, 景秀年, 王楠林
2004, 53 (4): 1177-1181. doi: 10.7498/aps.53.1177
摘要 +
研究了不同元素等量掺杂下重电子金属CeCu5.8M0.2(M=Ni,Zn,Cd)低温电阻、比热容和磁化率随温度的变化关系.分析讨论了掺杂元素M(M=Ni,Zn,Cd)的磁性、价态及原子尺寸对近藤温度TK、相干温度(即电阻极大值的温度TRmax)、每个Ce离子在较高温度时的平均磁矩μB以及在温度降低时被传导电子自旋屏蔽过程的影响.
横向交、直流电流对蓝青铜K0.3MoO3的I-V特性的调制效应
王洪涛, 郑毅, 沈静琴, 陈学枝, 许祝安, 张宣嘉
2004, 53 (4): 1182-1185. doi: 10.7498/aps.53.1182
摘要 +
通过I-V特性测量,研究了横向交、直流电流对蓝青铜K0.3MoO3中电荷密度波(CDW)动力学行为的影响.实验结果表明,无论是直流还是交流,随着横向调制电流的增大,CDW滑移的阈值电场均会相应地减小;但横向交流电流的调制效应较小,可能更接近本征的效应.考察了横向交流电流的调制效应与其频率的依赖关系.
HgTe/HgCdTe量子阱中巨大电子Rashba自旋分裂
仇志军, 桂永胜, 疏小舟, 戴宁, 郭少令, 君浩
2004, 53 (4): 1186-1190. doi: 10.7498/aps.53.1186
摘要 +
主要研究具有倒置能带结构的n-HgTe/HgCdTe第三类量子阱Shubnikov-de Haas(SdH)振荡中的拍频现象.发现在量子阱中电子存在强烈的Rashba自旋分裂,通过对SdH振荡进行三种不同方法的分析:SdH振荡对1/B关系的快速傅里叶变换、SdH振荡中拍频节点分析和对SdH振荡拍频数值拟合,得到了完全一致的电子Rashba自旋分裂能量(28—36 meV).
高度取向石墨的巨磁电阻效应
都有为, 王志明, 倪刚, 邢定钰, 徐庆宇
2004, 53 (4): 1191-1194. doi: 10.7498/aps.53.1191
摘要 +
石墨是准二维半金属材料,然而在通常细晶粒、无取向的石墨中并没有发现很大的磁电阻效应.在高度取向的石墨中发现了巨大的正磁电阻效应,在8.15 T的外磁场中,4.2,300 K温度下的磁电阻分别高达85300%和4950%.生产这一巨磁电阻效应的机制除正常磁电阻效应外,可能源于磁场诱导的类金属-绝缘体的转变
用Ξ形四能级模型研究非对称耦合量子阱非定域激子复合发光
黄德修, 胡振华
2004, 53 (4): 1195-1200. doi: 10.7498/aps.53.1195
摘要 +
基于Ξ形四能级模型运用密度矩阵方程研究了非对称量子阱中非定域激子复合发光特性.理论结果表明:非定域激子复合发光具有双峰特征,两峰相对于中心跃迁频率的红移和蓝移量与电子和空穴的振荡频率密切相关.与单量子阱相比,这种频率移动对外加电场相当敏感,即当外加反向电场作小的变化时,两峰有较大的移动,表现强量子限域斯塔克效应.这意味着利用非对称量子阱在新一代高速调制器和光开关中具有潜在的应用价值.
微量子腔结边电荷极化结构中的线性和二阶非线性动态电导性质的研究
赵学安, 何军辉
2004, 53 (4): 1201-1206. doi: 10.7498/aps.53.1201
摘要 +
采用有效哈密顿量和有相互作用的分立势模型,利用格林函数和耦合参量得出了量子点(腔)在有结边电荷积累极化时的线性和二阶非线性交流电导虚部(emittance)的明确表达式.发现在经典情况下,电导虚部和电化学电容都等于经典的几何电容.在非经典情况下,如果发生全反射,电导虚部和电化学电容相等,但两者皆不等于经典的几何电容.在有隧穿的情况下,电导虚部和电化学电容以及经典电容三者都不相等.该结果对于量子器件中的电容测量具有指导作用.
磁场对介观耦合金属环中持续电流的影响
刘咏梅, 辛建之, 嵇英华, 谢芳森, 雷敏生
2004, 53 (4): 1207-1210. doi: 10.7498/aps.53.1207
摘要 +
在考虑电荷是量子化的基础上,研究了外加磁场对介观耦合金属环中持续电流的影响.结果表明:由于存在耦合,介观金属环中总是存在附加的持续电流,附加的持续电流与电路参数及耦合系数有关.当外加磁通量按正弦规律变化时,介观耦合金属环中出现倍频与分频效应.
锗/硅异质纳米结构中空穴存储特性研究
杨红官, 施毅, 闾锦, 濮林, 张荣, 郑有
2004, 53 (4): 1211-1216. doi: 10.7498/aps.53.1211
摘要 +
对p沟道锗/硅异质纳米结构存储器空穴隧穿的物理过程作了详细的分析,并对器件的擦写和保留时间特性进行了数值模拟.研究结果表明:由于异质纳米结构的台阶状隧穿势垒和较高价带带边差的影响,与传统的硅纳米结构存储器和n沟道锗/硅异质纳米结构存储器相比,当前器件的保留时间分别提高到108和105s以上,同时器件的擦写时间特性基本保持不变.这种存储器结构单元有效地解决了快速擦写编程和长久存储之间的矛盾,极大地提高了器件的存储性能.
ZnTe晶体中光学整流产生的THz辐射及其电光探测研究
刘锐, 顾春明, 贺莉蓉, 吴森, 沈文忠, 小川博司, 郭其新
2004, 53 (4): 1217-1222. doi: 10.7498/aps.53.1217
摘要 +
借助抽运-探测技术研究了ZnTe晶体中光学整流产生的太赫兹(THz)辐射,利用ZnTe晶体的线性电光效应探测THz辐射场分布,观察到了较窄(约为0.2 ps)的THz场分布及相应较宽(响应超过4 THz,半峰宽约为2.4 THz)的THz频谱,并运用琼斯矩阵对实验结果进行了理论拟合. 研究了飞秒激光脉冲波长(750—850 nm)、脉冲宽度(56—225 fs)和晶体旋转与THz辐射产生的关系. 同时改变探测光偏振方向进行偏振调制,并从理论上分析了偏振调制对THz辐射探测的影响.
磁性离子Fe和Ni替代YBCO体系的结构特征和载流子局域化
李平林, 张金仓, 曹桂新, 邓冬梅, 敬超, 曹世勋, 刘丽华, 董成
2004, 53 (4): 1223-1231. doi: 10.7498/aps.53.1223
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为阐明磁性离子在不同替代位置对YBCO体系超导电性的影响机制,利用正电子湮没及相关实验手段结合数值模拟,系统研究了Fe和Ni掺杂的YBa2Cu3O7-δ体系. 结果表明,Fe和Ni离子在替代过程中均以离子团簇的形式进入晶格. 当离子进入CuO2面时,由于团簇改变了周围的电子结构,造成电子的局域化,并直接影响了电子对的配对和输运,因而强烈抑制了体系的超导电性.而当掺杂离子进入Cu-O链区时,它们同样通过团簇的形式改变周围
NiFe/FeMn双层膜的交换耦合
李明华, 姜宏伟, 王艾玲, 郑鹉
2004, 53 (4): 1232-1235. doi: 10.7498/aps.53.1232
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采用平面霍尔效应测量方法,对NiFe/FeMn双层膜的交换耦合进行了研究. 结果表明,在NiFe/FeMn体系中不存在spin-flop模型给出的单轴各向异性场. 而导致交换耦合场可逆与不可逆测量结果之间较大差异的原因是反铁磁颗粒的不稳定性或铁磁层的分畴现象.
内电场对纳米硅光致发光谱的影响
黄凯, 王思慧, 施毅, 秦国毅, 张荣, 郑有炓
2004, 53 (4): 1236-1242. doi: 10.7498/aps.53.1236
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从量子限制发光中心模型出发,计算了纳米硅的光致发光(PL)特征与发光中心间的关系. 研究发现,纳米硅与发光中心间的内电场对载流子复合率及峰位振荡有着十分重要的影响. 在2—5 nm的尺寸范围内,纳米硅发光中心上的载流子复合概率远大于内部复合概率,仅需考虑发光中心上的载流子复合发光. 还发现发光中心与纳米硅粒子间的内电场对于纳米硅的发光峰位振荡有着显著的影响.发光中心与纳米硅粒子间的内电场的存在会显著减小纳米硅粒子的内部发光效率以及外部相应发光中心上的发光强度,使得纳米硅PL谱的峰位随纳米晶粒尺寸变化而发生
基于透射谱的GaN薄膜厚度测量
张进城, 郝跃, 李培咸, 范隆, 冯倩
2004, 53 (4): 1243-1246. doi: 10.7498/aps.53.1243
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通过对蓝宝石衬底异质外延GaN薄膜光学透射谱的分析,结合晶体薄膜的干涉效应原理并考虑折射率随光子波长变化的影响,从理论上推导出了实用的薄膜厚度计算方法. 实际应用表明,该方法是一种快速准确的GaN薄膜厚度测量方法.
小角x射线散射结晶聚合物过渡层厚度的测定
董宝中, 赵辉, 郭梅芳
2004, 53 (4): 1247-1250. doi: 10.7498/aps.53.1247
摘要 +
由于结晶聚合物中的过渡层是弥散的,而修正的Porod定律是解决这种问题的有效方法之一. 把相关函数法和Porod定律法求结晶聚合物的过渡层厚度进行了比较,它们的计算结果是一致的.
Al-Zn-Mg-Cu-Li合金时效过程微结构演化的小角x射线散射研究
杜志伟, 周铁涛, 刘培英, 陈昌麒, 董宝中, 赵辉
2004, 53 (4): 1251-1254. doi: 10.7498/aps.53.1251
摘要 +
应用小角x射线散射技术分析了Al-Zn-Mg-Cu-Li合金在130,150和160℃温度时效24 h析出粒子的微结构参数的变化情况. 粒子的半径随着时效温度的增高而增加,它的比内表面积和体积百分数随着时效温度的增高而减小. 对Porod曲线q3J(q)-q2的分析表明,析出粒子与基体之间有明显的界面.
物理学交叉学科及有关科学技术领域
离子轰击控制准直碳纳米管生长的研究
王必本, 张兵, 郑坤, 郝伟, 王万录, 廖克俊
2004, 53 (4): 1255-1259. doi: 10.7498/aps.53.1255
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用CH4,H2和NH3作为反应气体,利用等离子体增强热丝化学汽相沉积制备出准直碳纳米管,并用扫描电子显微镜研究了不同负偏压对准直碳纳米管生长的影响. 结果表明,随着负偏压的增大,准直碳纳米管的平均直径减小、平均长度增大. 由于辉光放电的产生,在衬底表面附近形成阴极鞘层,并在阴极鞘层内形成大量的离子和在衬底表面附近形成很强的电场. 离子在电场的作用下对衬底表面的强烈轰击将对准直碳纳米管的生长产生影响. 结合有关理论,分析和讨论了离子的轰击对准
炸药爆轰法制备纳米石墨粉及其在高压合成金刚石中的应用
金志浩, 文潮, 孙德玉, 李迅, 关锦清, 刘晓新, 林英睿, 唐仕英, 周刚, 林俊德
2004, 53 (4): 1260-1264. doi: 10.7498/aps.53.1260
摘要 +
介绍了一种制备纳米石墨粉的新方法——负氧平衡炸药爆轰法. 对合成的黑粉产物进行x射线衍射分析,确认其为石墨结构,平均晶粒度为2.58 nm. 透射电子显微分析的结果表明,炸药爆轰法制备的黑粉为六方结构的纳米石墨粉,颗粒呈球形或椭球形. 用小角x射线散射法测定纳米石墨粉的粒度分布在1—50 nm,有92.6wt%的粉末粒度小于16 nm. 平均粒径为8.9 nm. 纳米石墨粉的比表面积约为500—650 m2/g. 在六面顶压机中用纳米石墨粉在Fe粉触媒的作用下进行金刚石的高压合成实验
Si基Bi4Ti3O12铁电薄膜的制备与特性研究
王华
2004, 53 (4): 1265-1270. doi: 10.7498/aps.53.1265
摘要 +
采用sol-gel工艺, 在分层快速退火的工艺条件下成功地制备了高质量Si基Bi4Ti3O12铁电薄膜. 研究了Si基Bi4Ti3O12薄膜的生长行为、铁电性能、C-V特性和疲劳特性. 研究表明: Si基Bi4Ti3O12薄膜具有随退火温度升高沿c轴择优生长的趋势; 退火温度通过影响薄膜的晶粒尺寸、生长取向和薄膜中载流子的浓度来改变Si基Bi