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Vol. 53, No. 8 (2004)

2004年04月20日
唯象论的经典领域
唯象论的经典领域
总论
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基本粒子物理学与场
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核物理学
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原子和分子物理学
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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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地球物理学、天文学和天体物理学
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领域
唯象论的经典领域
双芯光子晶体光纤中的模式干涉
王 智, 简水生, 娄淑琴, 任国斌
2004, 53 (8): 0-0. doi: 10.7498/aps.53.0
摘要 +
应用全矢量超格子叠加模型分析了双芯光子晶体光纤(PCF)的模式特征.双芯PCF的基模和二次模分别由偏振方向不同的两个偶模和两个奇模组成,讨论了这四个模式的模式电场奇偶性.基于对双芯PCF模式电场奇偶性的认识,讨论了光纤中的矢量模式干涉问题.分析表明,不同偏振态模式的干涉不会引起芯间的功率转移,双芯PCF的芯间功率耦合是由相同偏振模式的干涉引起的.在相同偏振模式干涉过程中,光功率在两个芯子中呈余弦振荡,光纤的两个芯子一般存在约π/2的相位差.还讨论了两个不同偏振方向的耦合系数与波长的关系.
基于δ声波场的生物组织光学断层成像研究
张 航
2004, 53 (8): 2515-2519. doi: 10.7498/aps.53.2515
摘要 +
利用δ声波场和近红外光漫射理论实现生物组织的断层成像是一种新颖医学 成像方法. 通过构建一个δ声波场并作用到生物组织中,仅改变组织内作用点上的光学特性参数,并影响近红外光在组织中的传播特性而改变组织表面的光强分布. 利用组织表面光强改变量与作用点上组织光学参数改变量之间的内在关系,可以通过对δ声波场作用点上断层的扫描实现组织内部的断层成像. 该方法具有广泛的临床医学应用前景,为乳腺癌的早期检测提供一种有效方法.
一维光子晶体带隙结构对不同偏振态的角度和波长响应
李蓉, 任坤, 任晓斌, 周静, 刘大禾
2004, 53 (8): 2520-2525. doi: 10.7498/aps.53.2520
摘要 +
用传输矩阵法计算了一维光子晶体带隙结构对不同偏振态入射光的角度和波长响应. 结果表明,对P偏振态,带隙的宽度明显小于S偏振态. 对于角度响应,两种偏振态有相同的变化趋势,但变化量不同. 而对于波长响应,两种偏振态表现出不同的变化趋势. 引入了“广义布儒斯特角”的概念. 理论分析表明,当光以此角射入光子晶体时,S偏振态入射光的禁带完全保留,而P偏振态入射光的禁带完全消失,从而可以在S偏振态入射光的禁带背景中用P偏振态入射光获得受主掺杂模式. 同时还给出了实验验证结果.
内源全息术的原理和数学描述
朱佩平, 王寯越, 吴自玉, 田玉莲, 贾全杰, 胡天斗, 巫 翔, 储旺盛, 黎 刚, 冼鼎昌
2004, 53 (8): 2526-2533. doi: 10.7498/aps.53.2526
摘要 +
以往的全息术在对原子成像时,在相干光源、探测器空间分辨和信号强度三个方面遇到了难以克服的困难. 阐述了内源全息术克服这些困难的原理,研究了内源全息术的记录和再现全过程,推导出内源球面全息图的再现公式,并在散射因子球对称近似和能量无关近似下,推导出以δ函数表示原子全息再现像的解析表达式.
利用介观LC电路制备薛定谔猫态
吴云翼, 陈明玉, 嵇英华, 罗海梅, 叶志清
2004, 53 (8): 2534-2538. doi: 10.7498/aps.53.2534
摘要 +
提出了一种制备相干态的叠加态,即薛定谔猫态的方案. 该方案是基于将外加冲激信号作用于介观LC电路系统而设计的. 在该薛定谔猫态下,介观电路系统有非经典的量子压缩效应.
光场与V型三能级原子依赖强度耦合系统场熵的演化特性
黄春佳, 贺慧勇, 孔凡志, 方家元
2004, 53 (8): 2539-2543. doi: 10.7498/aps.53.2539
摘要 +
研究了光场与V型三能级原子依赖强度耦合系统场熵的演化特性,讨论了单光子跃迁失谐量和初始光子数对场熵演化的影响. 研究结果表明,当失谐量比较小且初始光场较弱时,场熵的时间演化行为与单光子Jaynes-Cummings模型相似; 当失谐量足够大或初始光场足够强时,场熵的时间演化表现出类似于双光子Jaynes-Cummings模型中场熵演化的周期性.
相长干涉:电磁诱导吸收
王 丽, 胡响明
2004, 53 (8): 2544-2550. doi: 10.7498/aps.53.2544
摘要 +
揭示修饰态原子相干对吸收的相长干涉产生电磁诱导吸收,这与修饰态原子相干对吸收的相消干涉导致电磁诱导透明的情形形成鲜明的对照. 以三个电偶极跃迁构成N型链的四能级系统为例,中间跃迁作为探测跃迁,在修饰态表象中分裂成四个相互耦合的跃迁. 这些耦合源于介质的自发辐射和介质激发态相干到基态相干的自发转移. 前者对所有四个探测跃迁产生相同符号的耦合,表现为对吸收的抑制. 而后者对其中两个跃迁产生正号的耦合,对另两个跃迁产生负号的耦合. 正是这些正负参半的耦合显著改变修饰态相干对吸收的贡献,使之由抑制吸收改变为增强吸
耦合场线宽:抑制电磁诱导吸收
王 丽, 胡响明
2004, 53 (8): 2551-2555. doi: 10.7498/aps.53.2551
摘要 +
原子相干对吸收的相长干涉导致电磁诱导吸收,这是一类新的相干效应. 以三个电偶极跃迁构成N型链,中间跃迁作为探测跃迁的四能级系统为例,揭示耦合场线宽抑制电磁诱导吸收的强度. 这并非与电磁诱导透明系统中耦合场线宽产生或者增强吸收的情形相矛盾,线宽仍然是抑制系统的相干性.
信号调制色泵噪声和实虚部间关联量子噪声驱动下单模激光的随机共振现象
程庆华, 曹 力, 吴大进
2004, 53 (8): 2556-2562. doi: 10.7498/aps.53.2556
摘要 +
计算了受信号调制的色泵噪声和实虚部间关联的量子噪声驱动的单模激光损失模型的输出光强信噪比.发现信噪比R随泵噪声自关联时间τ、调制信号频率Ω和量子噪声实虚部间关联系数λq的变化均存在随机共振,这种现象扩展了“信噪比R对噪声强度的变化曲线具有极大值”的典型随机共振. 若以Ω为参数,当Ω增加时,R随τ的关系曲线经历了从同时出现共振和抑制到单峰共振,最后到单调上升的变化,呈现多种形式的随机共振.若以τ为参数,当τ增加时,R随Ω的关系曲线经历了从单调上升到同时出现共振和抑制,最后又到单调下降的变化过程.R随λq的关
级联三能级原子与单模场相互作用下的腔场谱
高云峰, 冯 健, 王继锁
2004, 53 (8): 2563-2568. doi: 10.7498/aps.53.2563
摘要 +
研究了高Q腔内级联三能级原子与单模光场相互作用模型的腔场谱.结果表明,原子初态处于上能级时,随R=g2/g1的增大,真空场的拉比峰个数按2→6→4→2→4的规律变化,在R1时,所有的拉比峰都消失.在初始场较弱时,腔场谱可出现3峰、5峰或7峰.在初始场很强时,腔场谱中只有单一的经典共振峰.如果原子初态处在中能级且R=1,腔场谱为简单的对称双峰结构,与标准J-C模型的谱相似.
修饰态布居的选择性激发对无反转激光的作用
胡响明, 王振华
2004, 53 (8): 2569-2575. doi: 10.7498/aps.53.2569
摘要 +
以三能级V型系统为例研究修饰态布居的选择性激发对无反转激光增益的作用. 当非 相干驱动场的频谱宽度远小于驱动场产生的修饰态能级的间距时,非相干驱动场只将一个修 饰态的布居抽运至激发态. 借助原子的衰减通道,系统中形成单向布居转移通道,从而建立 修饰态布居的选择性激发. 利用修饰态布居的选择性激发,可以摆脱裸态共振无反转激光的 三个限制: (1) 不再要求辅助的低频驱动跃迁比高频激光跃迁具有更高的衰减速率;(2) 显 著降低非相干激发速率的阈值;(3) 无反转激光的线性增益不再反比于相干驱动场的强
一种新颖的用于光腔模式及光束传输模拟的特征向量法
程愿应, 王又青, 胡 进, 李家熔
2004, 53 (8): 2576-2582. doi: 10.7498/aps.53.2576
摘要 +
根据有限元法单元划分的思想,提出了一种新颖的模拟光腔模式及光束传输的特征向量法. 该方法的关键之处在于基于衍射积分理论构造了一种新的光束传输矩阵,通过求解特征矩阵方程可一次性得到谐振腔的一系列特征向量,每一列特征向量即代表了腔镜上光场的一个确定模式的振幅及相位分布. 并可采用该方法模拟光场传输到腔内或腔外任意地方的场分布. 该方法将传统方法中大量的迭代过程转化成为本征积分方程特征向量的求解过程,并与初值取值无关,且可一次性求得多个模式分布,从而可方便地分析谐振腔的模式鉴别能力. 特征向量法对圆形镜共焦
用光辐照法在SBN:Cr晶体中写入动态阵列平面光波导
赵建林, 李碧丽, 张 鹏, 杨德兴, 李振伟
2004, 53 (8): 2583-2588. doi: 10.7498/aps.53.2583
摘要 +
利用扩展的准直He-Ne激光束通过菲涅耳双棱镜所形成的干涉光场辐照SBN:Cr晶体, 同时沿晶体光轴方向施加适当的直流电场,可在晶体中形成类似于体相位光栅结构的阵列平 面光波导. 采用马赫-曾德干涉仪光路实时测量了所写入阵列平面光波导的横向折射率分布 ,其峰值接近10-4. 初步的导光测试结果表明,利用周期结构光辐照并辅以适当的外加电场在SBN:Cr晶体中写入阵列平面光波导是可行的. 并且由于SBN:Cr晶体的快速响应特性,所写入的光波导是动态的,可随着写入光的撤除而快速消失,或通过改变双光束夹角
Nd:YAG四倍频激光抽运甲烷后的受激拉曼效应及其物理机制分析
陶宗明, 张寅超, 吕勇辉, 胡顺星, 邵石生, 曹开法, 刘小勤, 岳古明, 胡欢陵
2004, 53 (8): 2589-2594. doi: 10.7498/aps.53.2589
摘要 +
从理论上分析了激光被聚焦到高压气体内可能发生各种非线性现象的规律及其相互作用和相互干扰.在实验中把Nd:YAG四倍频激光聚焦到充有甲烷的拉曼管内,测各阶斯特克斯光输出能量与气压pa、透镜焦距f和输入能量Ep之间的关系.实验结果与理论分析定性地相符合,这就为我们优化和利用受激拉曼过程提供了理论和实验依据.
空间相位调制对光伏孤子传播的影响
王 智, 娄淑琴, 简水生, 任国斌, 王红成, 王晓生, 佘卫龙
2004, 53 (8): 2595-2599. doi: 10.7498/aps.53.2595
摘要 +
利用空间相位调制技术控制高斯光束在光伏晶体中的传播.数值分析结果表明,适当地选择各调制参数,可以使光束以类孤子的形式传播,或使光束发生自偏转、分束、发散.还进一步就中心光强、半高全宽的大小对相位调制的影响作了定性的分析.
空间声场全息重建的波叠加方法研究
于 飞, 陈心昭, 李卫兵, 陈 剑
2004, 53 (8): 2607-2613. doi: 10.7498/aps.53.2607
摘要 +
提出了基于波叠加法的近场声场全息技术,并将其用于任意形状物体的声辐射分析.在声辐射计算问题中,边界元法是通过离散边界面上的声学和位置变量来实现,而波叠加方法则通过叠加辐射体内部若干个简单源产生的声场来完成.因而,基于波叠加法的声全息就不存在边界面上的参数插值和奇异积分等问题,而这些问题是基于边界元法的声全息所固有的.与基于边界元法的声全息相比较,基于波叠加法的声全息在原理上更易于理解,在计算机上更容易实现.实验结果表明:该种全息技术在重建声场时,具有令人满意的重建精度.
运动界面上反射超声散斑空间运动的研究
朱 成, 朱鸿茂, 郑伟花, 黄忠文
2004, 53 (8): 2614-2620. doi: 10.7498/aps.53.2614
摘要 +
在Kirchhoff 衍射理论的基础上,应用随机信号相关原理,推导了作刚体运动的界面上反射超声散斑在空间运动时,保持其复振幅相关的必要条件.由此得到超声散斑的空间运动公式.界面、超声散斑和超声接收探头之间的相对运动,导致界面孔径的改变.分析表明,在保持界面孔径相关的条件下,界面所允许的最大平移量和转角值,与声源位置、接收用聚焦探头的数值孔径、超声入射角以及观察角有关.应用数字相关技术和三维扫描信号采集系统,根据散斑场子集相关系数的单峰性质,对超声散斑空间运动公式进行了实验验证.实验结果表明,理论分析所得的
湍流级串和动力学过程之间的关系
李存标, 孟庆国, 李睿劬
2004, 53 (8): 2621-2624. doi: 10.7498/aps.53.2621
摘要 +
利用在边界层转捩中逐渐建立起来的主要动力学过程,对湍流级串概念做了进一步的分析.对边界层转捩的测量结果进行定量分析,从所得能谱中可以清楚看到湍流级串与转捩的动力学过程的对应关系,进而丰富了对湍流级串的理解.
总论
(2+1)维非线性Burgers方程变量分离解和新型孤波结构
张解放, 徐昌智
2004, 53 (8): 2407-2412. doi: 10.7498/aps.53.2407
摘要 +
利用变量分离方法,获得了(2+1)维非线性Burgers方程的变量分离解.由于在Bcklund变换和变量分离步骤中引入了作为种子解的任意函数, 因而精确解中含有三个任意函数(其中一个为条件函数),适当地选择任意函数,可以获得多种形状的扭状孤波解、周期性孤子解和格子型孤波解.
非完整系统的形式不变性与Hojman守恒量
梅凤翔, 郭永新, 罗绍凯
2004, 53 (8): 2413-2418. doi: 10.7498/aps.53.2413
摘要 +
研究非完整力学系统的形式不变性导致的非Noether守恒量——Hojman守恒量. 在时间不变的特殊无限小变换下,给出非完整系统形式不变性的确定方程、约束限制方程和附加限制方程,提出并定义弱(强)形式不变性的概念. 研究特殊形式不变性导致特殊Lie对称性的条件,由系统的特殊形式不变性,得到相应完整系统的Hojman守恒量以及非完整系统的弱Hojman守恒量和强Hojman守恒量. 给出两个经典例子说明结果的应用.
约束对Birkhoff系统Noether对称性和守恒量的影响
梅凤翔, 张 毅
2004, 53 (8): 2419-2423. doi: 10.7498/aps.53.2419
摘要 +
研究约束对Birkhoff系统的Noether对称性和守恒量的影响.首先,建立了Birkhoff系统的运动微分方程.其次,给出了系统Noether对称性的判据.然后,讨论了受约束作用后,Birkhoff系统的Noether对称性发生的变化,并给出了系统的Noether对称性以及守恒量保持不变的条件.最后,举例说明结果的应用.
弹性细杆平衡的动态稳定性
薛 纭, 陈立群, 刘延柱
2004, 53 (8): 2424-2428. doi: 10.7498/aps.53.2424
摘要 +
从动力学观点讨论弹性细杆的平衡稳定性问题.建立了弹性杆的动力学方程,导出了杆的弯扭度与截面角速度之间的运动学关系式.对具有弧坐标s和时间t双重自变量的离散动力系统扩充了Lyapunov 稳定性定义.以具有初扭率的非圆截面直杆的平衡稳定性为例,应用一次近似方法证明了当静力学意义下的稳定性条件得到满足时,动力学意义下的稳定性条件必同时满足.
长微直管内气体低速流动的亚堵塞现象
丁英涛, 何 枫, 姚朝晖, 沈孟育, 王学芳
2004, 53 (8): 2429-2433. doi: 10.7498/aps.53.2429
摘要 +
长微直管道内多流态并存的流动特性研究不仅有理论意义,而且在太空飞行器的控制系统中有着重要的应用价值.采用实验研究和理论模型近似分析相结合的方法研究了长微直管道内的气体流动特性.实验中,以空气为工作介质,进口压力分别设定为130,250,320kPa,出口压力变化范围为9—100?kPa.沿程分布有五个测压点,进出口设有温度传感器,测量出口流量的同时可以得到沿程压力分布.近似理论模型采用二维平板近似模型.研究发现,在保持进口压力不变、不断降低出口压力的条件下,当进出口压比低于5.3左右时,质量流量随压比增加
扩展的双曲函数法和Zakharov方程组的新精确孤立波解
黄定江, 张鸿庆
2004, 53 (8): 2434-2438. doi: 10.7498/aps.53.2434
摘要 +
借助于符号计算软件Maple,利用扩展的双曲函数法求出了Zakharov方程组的精确孤立波解,包括钟状孤立波解、扭结状孤立波解、包络孤立波解、奇性孤立波解和一种新的形式的孤立波解.这种方法也适用于其他非线性波方程.
纳米压痕法测量Cu的室温蠕变速率敏感指数
张建民, 徐可为
2004, 53 (8): 2439-2443. doi: 10.7498/aps.53.2439
摘要 +
把恒加载速率/载荷法(const.P·/P)和恒载荷法(const.P)相结合,提出了一个稳态加载和长时间保载的纳米压痕蠕变试验新方法.该方法不仅适用于高蠕变能力的低熔点材料,也适用于低蠕变能力和存在压痕尺寸效应的高熔点材料.用该方法确定Cu的室温蠕变速率敏感指数m为0.01,并发现其值不受加载段所用的P·/P值和达到的最大压入位移h-max的影响.
静电场作用下双势阱分子隧道效应的猝灭及能级裂距的非线性特性研究
李永放, 毕冬艳, 王利强, 成延春, 曹冬梅
2004, 53 (8): 2444-2449. doi: 10.7498/aps.53.2444
摘要 +
讨论了在静电场作用下,双势阱分子中波函数随外加静电场定域的动态过程,以及能级裂距与外加静电场的关系.证明了静电场作用后,能级裂距既受隧道效应的影响,又受外加静电场的影响.所加静电场较小时与外场强度呈非线性关系,当外加静电场较大时,Stark效应对能级裂距的影响占了主导地位,使能级裂距随外加静电场线性地增大.
从量子谱到经典轨道:矩形腔中的弹子球
陆 军, 杜孟利
2004, 53 (8): 2450-2453. doi: 10.7498/aps.53.2450
摘要 +
用体系的本征值和本征波函数定义一种新的量子谱函数.这种量子谱函数的傅里叶变换包含了体系从一个给定点到另一个给定点的许多经典轨道的信息.以二维矩形腔中的弹子球运动体系为例的初步研究验证了这一结论.  
通用标量混沌信号同步系统及其控制器的backstepping设计
高金峰, 梁占红
2004, 53 (8): 2454-2460. doi: 10.7498/aps.53.2454
摘要 +
以寻求通用标量混沌信号同步系统为目标,虚拟控制项加权为变量的严格反馈形式变参数系统为对象,采用带有调谐函数的自适应backstepping设计方法,设计了反馈控制器和相应的参数自适应律.采用所给控制器和参数自适应律,可以使通用系统的输出渐近同步于任意已知结构混沌系统的输出.理论与计算机仿真结果均证实了通用标量混沌信号同步系统及其控制器的有效性.
用改进的Rymaszewski公式及方形四探针法测定微区的方块电阻
刘新福, 孙以材, 张艳辉, 陈志永
2004, 53 (8): 2461-2466. doi: 10.7498/aps.53.2461
摘要 +
提出用改进的Rymaszewski公式并使用方形四探针法测试无图形大型硅片微区薄层电阻的方法,从理论上推导出方形四探针产生游移时的Rymaszewski改进公式,讨论探针游移对测试结果的影响.制定出可操作的测试方法,对实际样品进行测试验证,并绘制了等值线图.
In源流量与Ⅲ族流量之比对InGaN/GaN多量子阱性质的影响
张纪才, 王玉田, 杨 辉, 王建峰
2004, 53 (8): 2467-2471. doi: 10.7498/aps.53.2467
摘要 +
利用x射线三轴晶衍射和光致发光谱研究了生长参数In源流量与Ⅲ族流量之比对InGaN/GaN多量子阱结构缺陷(如位错密度和界面粗糙度)和光致发光的影响.通过对(0002)对称和(1012)非对称联动扫描的每一个卫星峰的ω扫描,分别测量出了多量子阱的螺位错和刃位错平均密度,而界面粗糙度则由(0002)对称衍射的卫星峰半高全宽随级数的变化得出.试验发现多量子阱中的位错密度特别是刃位错密度和界面粗糙度随In源流量与Ⅲ族源流量比值的增加而增加,导致室温下光致发光性质的降低,从而也证明了刃位错在InGaN/GaN
基本粒子物理学与场
非平行导线型边界下Maxwell-Chern-Simons场的Casimir效应
白占武
2004, 53 (8): 2472-2477. doi: 10.7498/aps.53.2472
摘要 +
在路径积分量子化框架下,利用复变函数论中的保角变换与Plana求和公式,计算了(2+1)维空间中两个非平行导线型边界下Maxwell-Chern-Simons场的Casimir效应.不引入任何截断参数,而得出有限的解析表达式.
关于J/ψ→Gb+γ和J/ψ→e+ē过程
彭宏安, 段春贵, 阎占元
2004, 53 (8): 2478-2485. doi: 10.7498/aps.53.2478
摘要 +
基于J/ψ辐射产生胶球态Gb和湮没为e+ē对两过程的中间态和末态都不涉及任何夸克强子而只与强作用的真空性质密切相关这一特性,从另一种角度讨论了这两个过程.利用高能强作用软过程中修改后的pomeron场论模型和相关的最大非微扰强作用反应假定,并考虑到轻的和重的组分夸克在结构上的差异而在模型参数中作出相应的变更后,提出了这两个过程的另一种物理机制,计算了它们的衰变宽度,定出了胶球态与非微扰胶子间的耦合数值,并就此进行了简单的讨论.
核物理学
小阶跃反应性输入时点堆中子动力学方程的解析解
陈文振, 朱 波, 黎浩峰
2004, 53 (8): 2486-2489. doi: 10.7498/aps.53.2486
摘要 +
对小阶跃反应性输入(0<ρ,0<β)且有温度反馈时点堆中子动力学方程进行了研究. 导出任意初始功率条件下核反应堆功率、反应性与时间的解析表达式. 分析和讨论了初始功率与输入小阶跃反应性的大小对功率、反应性变化规律的影响,得到了一些新的结果.
原子和分子物理学
Cs Ⅳ离子4d内壳层激发态衰变过程的相对论理论研究
Stephan Fritzsche, 丁晓彬, 董晨钟
2004, 53 (8): 2490-2496. doi: 10.7498/aps.53.2490
摘要 +
在相对论多组态Dirac-Fock理论方法基础上,通过系统考 虑电子关联效应和由于内壳层电子激发而导致的电子自旋-轨道波函数的弛豫效应,详细研究了Cs Ⅳ离子的4d内壳层电子激发组态4d95s25p5、辐射末态4d105s25p4及Auger末态4d105s25p3和4d105s15p4的能级结构及各种可能的辐射和Auger衰变过程.获得了与已有的实验结果和相关的半经 验准相对论组态相互作用计算结果相符的辐射跃迁能、振子强度以及线宽,预言了4d95s25p5态的以Auger衰变为主的 Auger电子谱的特
大角度Cu晶界在升温、急冷条件下晶界结构的分子动力学研究
张 林, 王绍青, 叶恒强
2004, 53 (8): 2497-2502. doi: 10.7498/aps.53.2497
摘要 +
应用分子动力学方法模拟了大角度重位点阵数Σ=5(310)/[001]对称倾斜Cu 晶界在被升温、降温到300,800和1100 K时的晶界结构. 结果表明,随着温度的升高晶界区域的结构发生变化.在远低于块体熔点温度时,晶界就已经发生了预熔化,在晶界区域存在着晶体-熔体共存的现象. 通过对高温晶界的急冷处理,改变了晶界处的原子结构.
饱和激发情况下的荧光关联谱测量
丁建英, 陈 波, 孟凡波, 马 辉
2004, 53 (8): 2503-2508. doi: 10.7498/aps.53.2503
摘要 +
研究了激发光增强时其对荧光关联谱(FCS)测量的影响. 强激发光产生的饱和激发会改 变激光诱导荧光的空间分布函数,从而影响FCS的测量结果. 首先根据饱和吸收的物理模型,推导出强激发光情况下有效探测区域变化的定量公式,获得了FCS测量所得到的粒子数和扩散时间与饱和激发光强和激光光强的函数关系,并用于消除饱和吸收造成的系统误差.采用Monte-Carlo模拟方法和实验,对理论分析结果进行了验证. 这将有助于完善FCS分析方法的理论模型,为高激发光强度下的FCS探测提供依据.
用染料激光增益降低二元混合物中少量化合物的受激拉曼散射可探测浓度
普小云, 杨 睿, 王亚丽, 陈天江, 江 楠
2004, 53 (8): 2509-2514. doi: 10.7498/aps.53.2509
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在二元混合物构成的圆形谐振腔中,用染料的激光增益增强了少量化合物(乙醇溶液中的甲醇、水溶液中的乙醇)的受激拉曼散射(SRS)光谱,将少量化合物在悬垂液滴中的瞬态SRS探测极限提高了近一个数量级. 用受激拉曼散射理论,解释了增强少量化合物SRS的机理.
流体、等离子体和放电
超短脉冲激光与乙醇微滴相互作用中超热电子的双叶状角分布
彭晓昱, 张 杰, 金 展, 武慧春, 刘运全, 王兆华, 陈正林, 盛政明, 李玉同, 魏志义, 仲佳勇, 梁天骄
2004, 53 (8): 2625-2632. doi: 10.7498/aps.53.2625
摘要 +
测量了聚焦光强为1016W/cm2的超短脉冲激光与乙醇微滴相互作用中产生的能量大于50?keV的超热电子的角分布和电子能谱.观察到的超热电子角分布明显依赖于激光的偏振特性,在与激光偏振平面平行的平面上超热电子相对于激光入射方向呈对称的双叶状分布.超热电子的能谱显示超热电子的最大能量大于750?keV.以上超热电子的角分布可用一个基于共振吸收机制的模型加以解释.
等离子体覆盖立方散射体目标雷达散射截面的时域有限差分法分析
张光甫, 袁乃昌, 刘少斌
2004, 53 (8): 2633-2637. doi: 10.7498/aps.53.2633
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采用分段线性电流密度递归卷积时域有限差分(PLJERC-FDTD)算法计算了均匀非磁化等离子体覆盖三维立方体目标的散射特性.分析了等离子体厚度、密度和碰撞频率对雷达散射截面(RCS)的影响.计算结果表明:等离子体包层能有效地减小雷达目标的RCS,当等离子体频率比入射电磁波频率小得多时,主要靠增大等离子体的厚度使立方散射体目标的RCS值减小,增大等离子体碰撞频率对立方散射体目标的RCS值影响不大;当等离子体频率约为入射电磁波频率的一半时,增大等离子体厚度和碰撞频率都对立方散射体目标的RCS值减小有影响;当等
超声速等离子体射流的数值模拟
袁行球, 赵太泽, 郭文康, 须 平, 李 辉, 俞国扬
2004, 53 (8): 2638-2643. doi: 10.7498/aps.53.2638
摘要 +
基于可压缩的全Naiver-Stokes方程,利用PHOENICS程序对由会聚辐射阳极形状等离子体炬产生的超声速等离子体射流进行了数值模拟.考虑了等离子体的黏性、可压缩性以及变物性对等离子体射流特性影响.研究了超声速等离子体射流的流场结构特性以及不同环境压力对等离子体射流产生激波结构的影响.结果表明,超声速等离子体射流在喷口附近形成的周期性激波结构是其和环境气体相互作用的结果.
无碰撞等离子体电流片中的低频波
周国成, 曹晋滨, 王德驹, 蔡春林
2004, 53 (8): 2644-2653. doi: 10.7498/aps.53.2644
摘要 +
采用两种无碰撞二维三分量不可压缩磁流体力学(MHD)模型,计入电子扰动压力张量效应,研究了电流片等离子体的色散性质和波.由于得到的一般色散关系较为复杂,只解析讨论了电流片的中心区和电子β*e=0两种特殊情况.主要结果如下:(1)在短波区(kdi>1),存在快磁声动理学Alfven波和斜Alfven哨声模,电子磁流体力学模型是足够精确的MHD模型;在长波区(kdi<1=,存在Alfven波和离子声波,理想的MHD模型是适用的.(2)电子β*e=0情况下的结果,显然遗漏了一些波模(如离子声波和快磁声动理
钨丝阵等离子体Z箍缩的数值模拟
段耀勇, 郭永辉, 王文生, 邱爱慈
2004, 53 (8): 2654-2660. doi: 10.7498/aps.53.2654
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采用二维三温磁流体力学模型,模拟了“强光一号”加速器上钨丝阵箍缩实验.给出了等离子体密度和温度时空分布的特点,分析了磁场以及电流密度的演化,计算出的x射线功率随时间变化与实测结果基本相符.计算结果为等离子体的诊断提供了有用的信息.此外,还讨论了Z箍缩辐射磁流体力学数值模拟中的相关参数和数值方法问题.
碰撞对非对称射频鞘层特性的影响
芦 岩, 王友年
2004, 53 (8): 2661-2665. doi: 10.7498/aps.53.2661
摘要 +
对于大多数活性射频等离子体刻蚀工艺,由于放电室中两个电极的面积不等,使得两个电极附近的等离子体鞘层是非对称性的.考虑离子与中性粒子的碰撞效应,建立了一种描述这种非对称射频鞘层动力学特性的自洽动力学模型.数值结果显示碰撞效应对极板上的瞬时电压降、瞬时电子鞘层厚度、鞘层内的离子密度和动能的空间分布以及两个极板上电压之差等物理量的影响.
介质靶表面的充电效应对等离子体浸没离子注入过程中鞘层特性的影响
李雪春, 王友年
2004, 53 (8): 2666-2669. doi: 10.7498/aps.53.2666
摘要 +
针对等离子体浸没离子注入技术在绝缘体表面制备硅薄膜工艺,采用一维脉冲鞘层模型描述介质靶表面的充电效应对鞘层厚度、注入剂量及靶表面电位等物理量的影响.数值模拟结果表明:随着等离子体密度的增高,表面的充电效应将导致鞘层厚度变薄、表面电位下降以及注入剂量增加,而介质的厚度对鞘层特性的影响则相对较小.
凝聚物质:结构、热学和力学性质
空间各向异性两体势向列相液晶形变研究
张志东, 张艳君
2004, 53 (8): 2670-2675. doi: 10.7498/aps.53.2670
摘要 +
基于分子两体势研究向列相液晶的形变.该两体势是空间各向异性的并且依赖于液晶的弹性常数.理论处理中假定具有理想向列序,这意味着分子长轴取向方向与液晶指向矢是重合的,而总自由能等于总相互作用能.以解析形式研究了三种基本的Fréedericksz 转变并对混合排列向列相液晶盒中的指向矢分布进行了数值计算.检查了文献中最近提出的两种从弹性能到两体作用势的映射方案,发现只有一种方案给出的结果与连续体理论一致.
向列液晶表面弹性能K13项的物理效应及检验方法
淮俊霞, 杨国琛, 刘建军, 关荣华
2004, 53 (8): 2676-2682. doi: 10.7498/aps.53.2676
摘要 +
通过解析推导和数值计算的方法,得到了平衡态指向矢满足的微分方程和边界条件.研究了表面弹性能K13项对磁场作用下的弱锚定向列液晶盒Fréedericksz转变性质的影响.结果表明,表面弹性能K13项的存在对液晶系统的自由能有很大的影响,从而改变转变的性质,诱导液晶盒在阈值点发生一级Fréedericksz转变.给出了发生一级转变的物理条件,它除了与液晶的结构和材料有关外,还依赖于液晶表面弹性能K13项,同时给出了由此判断K13项是否存在的检验方法.
离子束增强沉积VO2多晶薄膜的温度系数
李金华, 袁宁一
2004, 53 (8): 2683-2686. doi: 10.7498/aps.53.2683
摘要 +
用改进的离子束增强沉积方法和恰当的退火从V2O5粉末直接制备了VO2多晶薄膜.实验测试表明,薄膜的取向单一、相变特性显著、结构致密、界面结合牢固、工艺性能良好,薄膜的电阻温度系数(TCR)最高可达4.23%/K.从成膜机理出发,较详细地讨论了离子束增强沉积 VO2多晶薄膜的TCR高于VOx薄膜的TCR的原因.分析认为,单一取向的VO2结构使薄膜晶粒具有较高的电导激活能,致密的薄膜结构减少了氧空位和晶界宽度,使离子束增强沉积 VO2多晶薄膜结构比其他方法制备的VOx薄膜更接近于单晶VO2是其具有高TCR的原
薄膜外延生长的计算机模拟
马健泰, 张佩峰, 刘 军, 贺德衍, 郑小平
2004, 53 (8): 2687-2693. doi: 10.7498/aps.53.2687
摘要 +
以Cu膜为例,用Monte-Carlo算法模拟了薄膜生长的随机过程,并提出了更加完善的模型.在合理选择原子间相互作用计算方法的基础上,考虑了原子的吸附、在生长表面的迁移及迁移所引起的近邻原子连带效应、从生长表面的脱附等过程.模拟计算了薄膜的早期成核情况以及表面粗糙度和相对密度.结果表明,随着衬底温度的升高或入射率的降低,沉积在衬底上的原子逐步由离散型分布向聚集状态过渡形成一些岛核,并且逐步由二维岛核向三维岛核过渡.在一定的原子入射率下,存在三个优化温度,成核率最高时的最大成核温度Tn、薄膜的表面粗糙度最低
多孔硅衬底上溅射沉积SiC:Tb薄膜的光致发光行为
徐大印, 刘彦平, 何志巍, 方泽波, 刘雪芹, 王印月
2004, 53 (8): 2694-2698. doi: 10.7498/aps.53.2694
摘要 +
在多孔硅衬底上用射频溅射法沉积了非晶的SiC:Tb薄膜. 对样品在N2中进行了不同温度的退火处理. 用傅里叶红外变换谱分析了样品的结构.用荧光光谱仪测试了样品的光致发光,在紫外、可见光区域观测到了强的发光峰.发现随着衬底加热温度和样品退火温度的变化,发光峰有明显的强度变化和微弱的蓝移现象.分析了产生这种现象的机理,得出了紫外区域的发光峰是由于氧缺乏中心引起的,而可见区的发光是由于Tb离子产生的.
晶格失配对异质外延超薄膜生长中成核特性的影响
谢 峰, 赵特秀, 王晓平, 石勤伟
2004, 53 (8): 2699-2704. doi: 10.7498/aps.53.2699
摘要 +
利用动力学蒙特卡罗方法模拟了异质外延超薄膜生长中的成核过程.研究了薄膜与衬底的晶格失配对超薄膜生长中成核密度、平均核尺寸、标度关系及生长模式的影响.结果发现产生压(张)应变的晶格负(正)失配使生长过程更早(迟)从成核区进入过渡区,失配越大,这一效应越明显.在相同的沉积条件下,负失配导致超薄膜形成较低的成核密度与较大的平均核尺寸,而正失配则相反.成核密度满足标度关系Ns≈(F/D)χ,随着失配度从-0.04增加到0.02,标度系数χ从0.37逐渐减小到0.33,对应超薄膜生长过程从包含二聚体扩散模式转变到无
Cu掺杂氧化锌薄膜的发光特性研究
朋兴平, 兰 伟, 谭永胜, 佟立国, 王印月
2004, 53 (8): 2705-2709. doi: 10.7498/aps.53.2705
摘要 +
通过射频反应溅射法在Si(111)衬底上制备了不同Cu掺杂量的ZnO薄膜.室温下测量了样品的光致发光(PL)谱,所有样品的PL谱中均观察到435?nm左右的蓝光发光带,该发光带的强度与Cu掺杂量和溅射功率有关.当溅射功率为150?W,Cu掺杂量为2.5%时,ZnO薄膜的PL谱中出现了较强的蓝光双峰,而溅射功率为100?W,Cu掺杂量为1.5%时,出现了位于437nm(2.84eV)处较强的蓝光峰,后者的取向性较好.还研究了掺杂量和溅射功率对发光特性的影响,并对样品的蓝光发光机制进行了探讨.
凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
氢吸附金刚石(001)表面的第一性原理研究
徐力方, 顾长志, 于 洋
2004, 53 (8): 2710-2714. doi: 10.7498/aps.53.2710
摘要 +
采用第一性原理方法研究氢吸附的金刚石(001)表面,计算了氢吸附金刚石表面构型.通过分析吸附前后空间电荷分布的变化,发现吸附H原子的金刚石(001)表面电荷向H原子转移,即表明氢吸附的金刚石表面带负电.分析了这种现象的微观机制,以及它对金刚石表面电学性质的影响.
多孔聚四氟乙烯/氟代乙烯丙烯共聚物复合驻极体材料的压电效应研究
夏钟福, 陈钢进
2004, 53 (8): 2715-2719. doi: 10.7498/aps.53.2715
摘要 +
采用高温熔融和电晕充电方法制备了由聚四氟乙烯/氟代乙烯丙烯共聚物复合而成的空间电荷驻极体压电膜.借助准静态压电系数测量,研究了制备工艺对复合膜压电活性的影响.根据Kacprzyk等提出的复合驻极体膜的压电模型,结合等温表面电位衰减和压电系数衰减测量结果,讨论了驻极体复合膜系统中的压电性产生机制.结果表明,压电效应的大小不仅取决于俘获在材料中的电荷密度的大小,还与被俘获电荷在材料中的存在形式和分布有关.
GaN基蓝光发光二极管的波长稳定性研究
罗 毅, 郭文平, 邵嘉平, 胡 卉, 韩彦军, 薛 松, 汪 莱, 孙长征, 郝智彪
2004, 53 (8): 2720-2723. doi: 10.7498/aps.53.2720
摘要 +
尽管GaN基蓝绿光发光二极管(LED)已进入大规模商品化阶段,但其发光波长随注入电流的变化仍是一个尚未解决的关键技术难题.同时,蓝绿光LED电注入发光光谱的半高全宽多为25nm以上.通过优化LED器件材料的生长条件和总应变量,获得了高质量的InGaN/GaN多量子阱LED外延片.由此制作的LED器件在0—120?mA的注入电流下,发光波长变化小于1nm.在20mA的正向电流下,其光谱半高全宽只有18nm,且随注入电流变化较小.
纳米WO3块体材料的电致变色效应
羊新胜, 王 豫, 董 亮, 张 锋, 齐立桢
2004, 53 (8): 2724-2727. doi: 10.7498/aps.53.2724
摘要 +
WO3薄膜能够通过电、光、热变色.实验发现纳米WO3块材具有明显的常规块材不具有的电致变色特性,即当样品中有电流通过时,样品从负极到正极颜色由黄色变为深蓝色.变色前后样品的显微形貌和相结构都没有明显变化.x射线光电子能谱说明变色后的样品中出现了低价的钨离子(W5+).根据实验结果,变色过程被认为是一种电子注入效应.纳米样品中的高价钨离子(W6+)因为纳米材料的表面效应而具有足够大的活性,能与电子结合生成低价的离子,从而使样品变色.
表面等离极化激元对电荷输运影响的自洽场理论研究
孙承休, 缪江平, 孙岳明, 吴宗汉
2004, 53 (8): 2728-2733. doi: 10.7498/aps.53.2728
摘要 +
采用自洽场方法获得体系电荷密度分布,根据激子理论分析体系电荷密度矩阵,推导出表面等离极化激元(SPP)的频谱分布,并在原子轨道函数基上构造电流输运的矩阵等式,然后采用SPP频谱规范电流输运矩阵得到电流输运多项式的表达形式.进而提出因SPP影响电流输运而导致负阻现象的物理图像.
单电子三势垒隧穿结I-V特性研究
刘彦欣, 王永昌, 杜少毅
2004, 53 (8): 2734-2740. doi: 10.7498/aps.53.2734
摘要 +
在正统理论的基础上,提出了单电子三势垒隧穿结模型的主方程,并用线性方程组解法求出了其稳态解.通过数值模拟,得到了该系统的I-V特性曲线.发现其有别于双势垒隧穿结的情况,在传统库仑台阶的平台处曲线存在波纹状结构,分析得出这是由于第二个库仑岛上的电子数变化对I-V曲线的影响.此外,研究了各物理参数对I-V曲线的影响,发现三结系统可以降低对温度的要求,并应用Fermi能级处的能级间隔估算出出现库仑台阶现象的最高温度Tmax,为相关单电子器件的参数选择提供了理论依据.
利用金属掩模法制备钉扎型磁性隧道结
金恩姬, 由 臣, 赵燕平, 李飞飞, 王天兴, 曾中明, 彭子龙
2004, 53 (8): 2741-2745. doi: 10.7498/aps.53.2741
摘要 +
利用金属掩模法和Ir22Mn78合金反铁磁钉扎层,制备了四种钉扎型的Py/Al2O3/Py,Py/Al2O3/Co,Co/Al2O3/Py和Co/Al2O3/Co磁性隧道结,坡莫合金的成分为Py=Ni79Fe21.例如:利用狭缝宽度为100?μm的金属掩模,直接制备出室温隧穿磁电阻比值为17.2%的磁性隧道结Co/Al2O3/Co,其结电阻为76Ω,结电阻和结面积的积矢为76×104Ωμm2,自由层的偏转场为1114?A/m,并且在外加磁场0.1114A·m-1之间时室温磁电阻比值
原位等离子体逐层氧化a-Si:H/SiO2多层膜的光致发光研究
马忠元, 黄信凡, 朱 达, 李 伟, 陈坤基, 冯 端
2004, 53 (8): 2746-2750. doi: 10.7498/aps.53.2746
摘要 +
采用在等离子体增强化学汽相沉积系统中沉积a-Si:H和原位等离子体逐层氧化的方法制备a-Si:H/SiO2多层膜.改变a-Si:H层的厚度,首次在室温下观察到来自a-Si:H/SiO2多层膜较强的蓝色光致发光和从465到435nm的蓝移.x射线能谱证明,SiO2层是化学配比的SiO2;C-V特性表明,a-Si:H/SiO2界面得到了很好的钝化;透射电子显微镜表明,样品形成了界面陡峭的多层结构.结合光吸收谱和光致发光谱的研究,对其发光机理进行了讨论.用一维量子限制模型对光致发光峰随着a-Si:H层厚度的减小
第Ⅱ类超导体中磁通运动的低频电压噪声研究
赵志刚, 何国良, 王永刚, 刘 楣
2004, 53 (8): 2751-2754. doi: 10.7498/aps.53.2751
摘要 +
用有限温度下的分子动力学方法模拟二维无序钉扎磁通系统的低频宽带电压噪声.计算了磁通运动的电压噪声谱密度,研究了宽带噪声(BBN)随驱动电流、钉扎强度和温度的变化规律.BBN随钉扎强度的增加而增大,反映了BBN是磁通运动受体钉扎阻碍而产生的内部耗散. BBN随温度的升高而减小,表明热运动部分抵消了体钉扎以及磁通之间相互作用,软化了磁通线格子,使磁通运动BBN减小.以上结论与实验相符,并能解释磁通运动的微观图像.
三量子位Heisenberg XX 链中杂质对纠缠的影响
惠小强, 张 涛, 岳瑞宏
2004, 53 (8): 2755-2760. doi: 10.7498/aps.53.2755
摘要 +
研究了有杂质时三量子位Heisenberg-XX链中正常格点之间的热纠缠情况,给出了Concurrence的解析表达式.进一步的讨论发现,杂质对正常格点的热纠缠有着重要的影响,甚至能够改变纠缠在反铁磁区的特性.理论表明,可以通过调节温度和杂质参数来控制纠缠.
Co-Pt-C颗粒膜的磁性
郑 鹉, 王艾玲, 姜宏伟, 周云松, 李 彤
2004, 53 (8): 2761-2765. doi: 10.7498/aps.53.2761
摘要 +
利用磁控溅射方法制备多层膜后,再经热处理得到Co-Pt-C颗粒膜.热处理使Co-Pt颗粒从非晶相转向fcc CoPt3和fct CoPt稳定有序相,C则保持非晶态.Pt成分占Co,Pt总体积的70%时,膜的矫顽力Hc可超过400?kA/m.C插层厚度为0.2—0.6nm时,Hc最大,且在磁滞回线上出现“肩膀”.分析认为这是由于存在两个磁性不同的Co-Pt晶相,受C成分比的影响,使它们之间的耦合性质和强度不同造成的.
铁电/铁磁三相颗粒复合材料的磁电性能计算
施 展, 南策文
2004, 53 (8): 2766-2770. doi: 10.7498/aps.53.2766
摘要 +
采用格林函数方法给出了三相复合材料的磁电系数的解析式,对稀土-铁合金/压电陶瓷/高分子(Terfenol-D/PZT/PVDF)三相颗粒复合材料的磁电系数进行了计算.计算结果给出了复合材料的磁电性能与材料显微结构的关系,包括三相颗粒复合材料的磁电性能随组分、颗粒的长径比、PZT颗粒的电极化方向以及外磁场的变化趋势,可为实验设计提供参考和指导.通过合理设计,三相磁电复合材料的性能可以达到数百mV/A.作为一种新的磁电复合材料,三相颗粒复合材料有望成为一种新型高性能易制备的磁电材料.
电子束蒸发制备HfO2高k薄膜的结构特性
徐 闰, 蒋最敏, 阎志军, 王印月
2004, 53 (8): 2771-2774. doi: 10.7498/aps.53.2771
摘要 +
使用高真空电子束蒸发在p型Si(100)衬底上制备了高k HfO2薄膜.俄歇电子能谱证实薄膜组分符合化学配比;x射线衍射测量表明刚沉积的薄膜是近非晶的,高温退火后发生部分晶化;原子力显微镜和扫描电子显微镜检测显示在高温退火前后薄膜均具有相当平整的表面,表明薄膜具有优良的热稳定性;椭偏测得在600?nm处薄膜折射率为2.09;电容电压测试得到的薄膜介电常数为19.这些特性表明高真空电子束蒸发是一种很有希望的制备作为栅介质的HfO2薄膜的方法.
玻璃中CdSSe纳米晶体的光谱性能
王引书, 高兴国, 赵 亮, 汪艳贞, 王若桢
2004, 53 (8): 2775-2779. doi: 10.7498/aps.53.2775
摘要 +
对掺有镉、硒、硫的玻璃在650—800℃退火4?h,生长了不同尺寸的CdS0.13Se0.87纳米晶体,测量了纳米晶体的吸收光谱、光致发光(PL)谱和电调制光谱,确定了纳米晶体部分电子态的能量,讨论了CdSSe纳米晶体的光学性质与其尺寸之间的依赖关系.随着纳米晶体尺寸的增大,对应激子的吸收峰、PL峰及电吸收信号发生红移,表现出明显的量子尺寸效应.小尺寸纳米晶体的电吸收表现为量子受限的Stark效应,而大尺寸纳米晶体的电吸收线形与体材料的相似;随着纳米晶体尺寸的增大,电吸收信号增强.所有尺寸的纳米晶体都表现
物理学交叉学科及有关科学技术领域
射频溅射法制备3C-SiC和4H-SiC薄膜
林洪峰, 谢二庆, 马紫微, 张 军, 彭爱华, 贺德衍
2004, 53 (8): 2780-2785. doi: 10.7498/aps.53.2780
摘要 +
利用射频溅射法在Si衬底上制备了SiC薄膜,并利用x射线衍射(XRD)和红外(IR)吸收谱对薄膜的结构、成分及化学键合状态进行了分析.XRD结果表明,低温制备的SiC薄膜为非晶相,而在高温下(>800℃),薄膜呈现4HSiC和3CSiC结晶相.IR谱显示,溅射制备薄膜的吸收特性主要为Si—C键的吸收.此外,还利用原子力显微镜对薄膜的表面形貌进行了研究,并研究了样品的场发射特性.
CNx纳米管的制备、结构观察及低场致电子发射性能研究
郭新勇, 杜祖亮, 晁明举, 梁二军, 丁 佩
2004, 53 (8): 2786-2791. doi: 10.7498/aps.53.2786
摘要 +
采用高温热解法,以乙二胺为前驱液,在沉积有铁催化剂的p型硅(111)基底上制备出了定向生长的CNx纳米管.利用扫描电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜和拉曼光谱对CNx纳米管进行了形貌观察和表征.CNx纳米管的高度在20?μm左右,直径在50—100nm之间,具有明显的“竹节状”结构,结晶有序度较差.对CNx纳米管薄膜进行低场致发射性能测试:外加电场为1.4V/μm,观察到20?μA /cm2发射电流,外电场升至2.54V/μm时发射电流达到1.280mA/cm2,在较高外电场下,没有发现电流“饱和”.这比
DNA分子能带结构与电子态研究
宋 骏, 陈 雷, 刘德胜, 解士杰
2004, 53 (8): 2792-2795. doi: 10.7498/aps.53.2792
摘要 +
DNA分子链内的巡游电子数与其结构和位形密切相关,可变的电子数会导致这类软物质费米面处能带结构的变化.在紧束缚近似下,计入电子晶格的相互作用,计算了DNA分子不同巡游电子数下的能带结构及态密度,对碱基对不同排列情况下DNA分子可能的电属性进行了讨论.
DNA在熵受限管道中穿越过程的计算机模拟
谢永军, 朱平平, 杨海洋, 张兴元, 石勤伟, 王晓平
2004, 53 (8): 2796-2800. doi: 10.7498/aps.53.2796
摘要 +
利用Metropolis Monte-Carlo动力学方法结合键长涨落算法,模拟了单链DNA分子在电场作用下穿越熵受限管道的动力学过程.结果表明,DNA分子穿越管道时将经历无规迁移、受限迁移及快速迁移等几个显著不同的阶段.平均迁移率随外场增加而增大并最终达到饱和值μ0,受限时间的对数与所加场强的倒数之间基本满足线性关系.模拟结果不仅与文献所给的实验结果基本一致,而且还可以提供实验不能直接观察到的DNA分子较为详细的穿越过程.
地球物理学、天文学和天体物理学
裂缝性地层黏弹性地震多波波动方程
杨慧珠, 杜启振
2004, 53 (8): 2801-2806. doi: 10.7498/aps.53.2801
摘要 +
裂缝检测是目前国内外石油勘探界研究的一个热点问题,如何确定裂缝方位等参数是石油公司面临的难题,而解决该难题就要确定裂缝方位等参数与地震波场传播之间的定量关系.但是目前所采用的裂缝性地层介质模型不能完全定量地反映裂缝的方位特征和衰减特征.针对该问题,建立了具有任意裂缝方位的裂缝性地层介质模型;并构造了时间增量的方法,将非线性的卷积积分采用近似的方法实现,建立了以位移场表示的具有任意方位角的黏弹性方位各向异性介质的波动方程.该波动方程定量地给出了黏弹性波场特征与裂缝走向的关系,描述了黏弹性地震波在这种介质中的