搜索

x

Vol. 54, No. 4 (2005)

2005年02月20日
总论
总论
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
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
地球物理学、天文学和天体物理学
地球物理学、天文学和天体物理学
领域
总论
含速率平方阻力项的一维相对论谐振子的Lagrange函数与守恒量
楼智美
2005, 54 (4): 1457-1459. doi: 10.7498/aps.54.1457
摘要 +
用Taylor级数展开的方法得到含速率平方阻力项的一维相对论谐振子的运动微分方程.从守恒量的性质及运动微分方程出发得到了系统的Lagrange函数和守恒量的表达式.
非中心力场中经典粒子的轨道参数方程与对称性
楼智美
2005, 54 (4): 1460-1463. doi: 10.7498/aps.54.1460
摘要 +
把非中心力场中经典粒子运动微分方程写成Ermakov方程的形式,得到Ermakov不变量.用改变时间坐标标度的方法得到用能量H和Ermakov不变量表示的轨道参数方程,并研究两守恒量(能量和Ermakov不变量)相应的无限小变换的Noether对称性、Lie对称性和形式不变性.研究结果表明:与两守恒量相应的无限小变换既具有Noether对称性,也具有Lie对称性和形式不变性.
相对论性力学系统的Mei对称性导致的新守恒律
葛伟宽, 张 毅
2005, 54 (4): 1464-1467. doi: 10.7498/aps.54.1464
摘要 +
研究相对论性力学系统的Mei对称性和守恒律.基于动力学函数在无限小变换下的不变性,建立了相对论性力学系统的Mei对称性的定义和判据;直接由相对论性力学系统的Mei对称性导出了一类新守恒律,给出了Mei对称性导致新守恒律的条件和新守恒律的形式,并举例说明结果的应用.
(2+1)维Boiti-Leon-Pempinelle系统的钟状和峰状圈孤子
陈立群, 方建平, 郑春龙
2005, 54 (4): 1468-1475. doi: 10.7498/aps.54.1468
摘要 +
借助于PainlevBcklund变换和多线性变量分离方法, 求得了(2+1)维非线性BoitiLeonPempinelle系统的一般变量分离解.根据得到的一般解, 可以构建出丰富的局域相干结构, 如峰状孤子、紧致子等. 得到了两种新的局域结构——钟状圈孤子和峰状圈孤子, 并简要讨论了这两种圈孤子的一些特殊演化性质.
(2+1)维Boussinesq方程的Backlund变换与精确解
曾 昕, 张鸿庆
2005, 54 (4): 1476-1480. doi: 10.7498/aps.54.1476
摘要 +
借助于符号计算软件Maple,对方程的种子解作适当的未知函数替换,然后利用Backlund 变 换通过具体的符号演算获得了(2+1)维Boussinesq方程的一系列精确解.这些解包括类孤子解 和有理解,其中有的解中含有任意函数,当任意函数取特殊函数时,这些解具有丰富的结构 ,有些结构可能对物理现象的研究是有意义的.
非线性Klein-Gordon方程新的精确解
韩兆秀
2005, 54 (4): 1481-1484. doi: 10.7498/aps.54.1481
摘要 +
将行波变换替换为更一般的函数变换,推广了修正的Jacobi椭圆函数展开方法.给出了非线性 Klein-Gordon方程新的周期解.当模m→1或m→0时,这些解退化成相应的孤立波解、三 角函数解和奇异的行波解.对于某些非线性方程,在一定条件下一般变换退化为行波约化.
推广的多分量费米型量子可导非线性Schr?dinger模型的可积性
田晓东, 岳瑞宏
2005, 54 (4): 1485-1489. doi: 10.7498/aps.54.1485
摘要 +
导出了推广的多分量费米型量子可导非线性Schrdinger模型的哈密顿量.利用代数Bethe a nsatz方法,找到了此模型的量子monodromy矩阵所满足的量子Yang-Baxter方程,并证明了 其可积性.
高炉冶炼过程的混沌性解析
郜传厚, 邵之江, 周志敏
2005, 54 (4): 1490-1494. doi: 10.7498/aps.54.1490
摘要 +
根据Grassberger和Procaccia提出的Kolmogorov熵计算方法,以山东莱芜钢铁集团公司1号 高炉和山西临汾钢铁集团公司6号高炉测得的铁水硅含量时间序列为样本,计算了各自的Kol mogorov熵分别为(01453±00151)nats·h-1-1和(01553±0014 0)nats·h-1-1,并估计了两座高炉铁水硅含量可预测的时间尺度分别约为6 88和644h.由Kolmogorov熵均为大于零的有限值,定量地说明了这两座高炉
基于遗传算法的统一混沌系统比例-积分-微分控制
王东风
2005, 54 (4): 1495-1499. doi: 10.7498/aps.54.1495
摘要 +
提出了一种并行遗传算法用于比例-积分-微分(PID)控制器结构和参数的同时优化,遗传算法采用浮点数和二进制混合矩阵编码.优化后的PID控制器用于统一混沌系统的控制,仿真研 究结果表明:1) 用一个比例-积分(PI)调节器可将统一混沌系统控制到零不动点; 2) 用 三个PI调节器可将统一混沌系统控制到非零不动点;3) 所提出的并行遗传算法具有很强的 全局优化能力,较好地克服了简单遗传算法的过早收敛问题;4) 整个控制系统具有很好的调 节品质和很强的鲁棒性,对PID调节器用于控制混沌系统具有重要的参考价值.
用三角波序列产生三维多涡卷混沌吸引子的电路实验
禹思敏
2005, 54 (4): 1500-1509. doi: 10.7498/aps.54.1500
摘要 +
提出用三角波序列产生三维多涡卷混沌吸引子的新方法.分析了用三角波序列构造多涡卷 系统的混沌动力学特性,设计了硬件实验电路,进行了相关的电路实验研究.该混沌电路由 积分器N11、三角波序列发生器N22,N33,N44和联动转换开关K共3个部分构成,主要特 点是三角波序列的幅度、宽度、平衡点、转折点、斜率等参数可调,从而能产生大小和形状 可调的多涡卷.此外,通过联动开关K的转换可控制涡卷的数量.硬件电路实验研究结果表明
两个延迟耦合FitzHugh-Nagumo系统的动力学行为
王光瑞, 陈式刚, 杨世平, 袁国勇
2005, 54 (4): 1510-1512. doi: 10.7498/aps.54.1510
摘要 +
考虑了两个延迟耦合FitzHugh-Nagumo系统,首先分析两点延迟耦合的动力学行为,给出静息态的局部稳定和不稳定的参数区. 螺旋波同步、共同的静息态以及两个系统不同的状态出现在静息态稳定参数区内,在这些态的过渡耦合强度参数区内会出现很多演化图样,它们反映了螺旋波波头、波体和波尾的不同,也反映空间尺度对螺旋波的影响.讨论了静息态局部不稳定参数区内,两点延迟耦合的动力学行为和相应参数下两个延迟耦合反应-扩散系统的斑图动力学行为.
局域功函数图像及其在Cu(111)-Au/Pd表面的应用
Y. Hasegawa T. Sakurai, 贾金锋, 董国材, 王立莉, 马旭村, 薛其坤
2005, 54 (4): 1513-1527. doi: 10.7498/aps.54.1513
摘要 +
用扫描隧道显微镜(STM)对Cu(111)-Au和Cu(111)-Pd表面的局域功函数进行了研究.通过 测量隧道电流对针尖样品间距的响应,得到了与STM形貌图一一对应的表面局域功函数图像. 实验发现,Au/Pd覆盖层和Cu衬底间的功函数有明显的不同.Pd薄膜的功函数甚至超过了其体 本征值,且功函数在台阶处变小.用偶极子的形成解释了台阶处功函数的降低.这一工作表明 ,用测量局域功函数的方法容易区分表面上不同的元素,并具有纳米尺度的空间分辨率.
核物理学
200MeV以下质子-核散射的相对论微观描述
荣 健, 马中玉
2005, 54 (4): 1528-1537. doi: 10.7498/aps.54.1528
摘要 +
应用Dirac Brückner-Hartree-Fock方法, 采用新的G矩阵分解方式研究了核子在核介质中的同位旋相关的相对论微观光学势,采用定域密度近似得到有限核的相对论微观光学 势.讨论了有限核的相对论微观光学势及其Schrdinger等价势与入射质子能量的关系,计 算了200MeV以下质子入射4040Ca和208208Pb核的弹性散射角分布 和分析本领,得到了与实验相一致的结果,并将这种方法推广用于不稳定核的研究.通过对C a同位素的计算可以看出,在相
中能重离子碰撞中库仑相互作用对动量耗散的同位旋效应
邢永忠, 刘建业, 郭文军, 郝焕锋
2005, 54 (4): 1538-1542. doi: 10.7498/aps.54.1538
摘要 +
利用同位旋相关的量子分子动力学模型,研究了中能重离子碰撞过程中的库仑相互作用对于 动量耗散的同位旋效应.计算结果表明: 由于库仑相互作用的存在,使得碰撞过程中的化学 不稳定区和力学不稳定区减小,明显地减弱了动量耗散;其减弱的程度与对称势的形式及强 度有关,对称势越强则动量耗散的减弱幅度越大.动量耗散灵敏地依赖于核子-核子碰撞截 面的同位旋相关性而较弱地依赖于对称势,这一特征不论有无库仑相互作用均存在.
计及溅射损失的平行板静电场法离子引出和收集
谢国锋, 王德武, 应纯同
2005, 54 (4): 1543-1551. doi: 10.7498/aps.54.1543
摘要 +
采用粒子模拟-Monte Carlo碰撞(particle in cell_Monte Carlo collision)方法研究了 原子蒸气激光同位素分离工程中一维平行板静电场法离子引出和收集过程,记录引出离子的 能量分布和角度分布,计算离子在收集板上造成的溅射损失.模拟结果表明,增加引出电压 可以缩短引出时间,降低碰撞损失,但是增加了溅射损失,使得收集率降低;增加电子温度 可以缩短引出时间,提高收集率;增加初始等离子体密度将使引出时间增加,收集率降低;而目标同位素丰度较高的情况下,离子引出过程的碰撞损失
原子和分子物理学
二乙酰分子内价轨道4ag+4bu的电子动量谱学研究
张书锋, 苏国林, 任雪光, 宁传刚, 周 晖, 李 彬, 李桂琴, 邓景康
2005, 54 (4): 1552-1556. doi: 10.7498/aps.54.1552
摘要 +
在高分辨率(ΔE=115eV, Δp≈01a.u.)电子动量谱仪上获得了二乙酰分子(d iacetyl)最内价轨道4agg+4buu的电离能谱和动量谱的实验结果, 并用Hartree-Fock和密度泛函理论方法做了理论计算.实验结果与理论计算符合较好.
具有排斥相互作用的原子团簇非平衡系统研究
张邦俊, 翟国庆, 叶高翔
2005, 54 (4): 1557-1563. doi: 10.7498/aps.54.1557
摘要 +
在无格点基底表面建立了存在排斥相互作用的原子团簇凝聚及扩散模型,对沉积在均匀带电硅油基底表面的银原子凝聚过程进行了研究.结果表明:当沉积原子凝聚成稳定的原子团簇后,由于带同种电荷,团簇之间存在库仑排斥作用,团簇数密度随时间呈指数形式衰减,衰减时间常数为Oaa;两团簇相互离散的相对平均速率V与它们之间的相对距离L在 统计意义上成正比,即V=HL.停止沉积后初期,H≈Oaa,然后随着扩散时间的增 加,H逐渐趋于零;随着液体基底黏滞系数增加,摩擦力增大,H逐渐减小,摩
唯象论的经典领域
任意时间分布电子束与单间隙微波腔的非线性自洽过程研究
李正红, 黄 华, 常安碧, 孟凡宝
2005, 54 (4): 1564-1571. doi: 10.7498/aps.54.1564
摘要 +
将电子束作为激励源,根据Maxwell方程和电子受到的洛伦兹力,给出了描述工作模式在电 子束作用下的激励方程和电子束电子在工作模式作用下的运动方程(即微波谐振腔中电子束 与微波场相互作用的自洽方程组).根据该自洽方程组,进一步研究了任意时间分布电子束 与单间隙微波腔的相互作用.通过分析微波腔中电子束与微波作用的线性和非线性过程,给 出了电子束调制深度、微波腔作用间隙对微波输出功率的影响.最后从理论上给出了影响微 波输出功率的综合物理参量.
非傍轴矢量高斯光束的传输
周国泉
2005, 54 (4): 1572-1577. doi: 10.7498/aps.54.1572
摘要 +
运用非傍轴光束传输的矢量矩理论,对非傍轴矢量高斯光束的传输特性进行了系统的研究.结果表明,基于二阶矩定义的横向光束宽度在光束传播过程中满足简单的双曲线变化规律,并且给出了光束传输因子的解析表达式.就高度非傍轴情形,进一步给出了简洁的计算公式,在高斯光源线度趋向零的极限情形下,横向的最大发散角为90°.同时,还推广到了傍轴情形,得到了与原有傍轴公式稍有区别的结果,而且光束传输因子始终保持略大于1最后,对非傍轴矢量高斯光束和非傍轴标量高斯光束的传输进行了比较,结果显示对于线度在两个波长范围之内的高斯光源发散
双随机相位加密中相息图的优化设计
翟宏琛, 杨晓苹
2005, 54 (4): 1578-1582. doi: 10.7498/aps.54.1578
摘要 +
采用基于记忆的模拟退火法对双随机相位加密中的相息图进行优化设计,并用该法分别对一 个二元图像和一个灰度图像进行了模拟实验.实验结果表明,在不增大设计冗余度的情况下 ,运用该方法可降低相息图和密钥的相位量化带来的误差,得到与原加密图像质量几乎相同 的解密图像.
干涉原理在光子晶体中的应用
冯志芳, 王义全, 冯 帅, 程丙英, 张道中
2005, 54 (4): 1583-1586. doi: 10.7498/aps.54.1583
摘要 +
从理论和实验上分析了光子晶体环形腔的能量传输.在光子晶体中引入环形结构,以干涉原理为基础,改变其中的内部参数使之满足一定的条件,从而实现了频率的选择传输.用多重散射的方法计算了这种结构的透过谱,并与实验测得的透过谱进行了比较,两者相符较好.
三能级固体激光介质对抽运光吸收的理论研究
秦 华, 傅汝廉, 郜洪云, 刘 娟, 史心刚
2005, 54 (4): 1587-1592. doi: 10.7498/aps.54.1587
摘要 +
从激光介质中光能量的传输方程和描述脉冲激光的能级跃迁速率方程出发,研究了激光介质对抽运光的吸收特性.理论分析表明,固体激光介质对抽运光的吸收不仅是指数函数吸收方式,当抽运光的能量密度增大到一定程度时激光介质对抽运光的吸收变为非指数函数吸收,吸收深度增加.以红宝石晶体为例进行了具体的理论计算,结果显示出了随抽运光能量密度增大介质吸收的变化规律.
飞秒掺钛蓝宝石激光三倍频理论和实验研究
刘运全, 张 杰, 梁文锡, 王兆华
2005, 54 (4): 1593-1598. doi: 10.7498/aps.54.1593
摘要 +
从理论和实验上分别研究了飞秒掺钛蓝宝石激光二倍频和三倍频的非线性频率转换过程.采 用Ⅰ类相位匹配非共线和频方法得到飞秒掺钛蓝宝石激光的三倍频2601nm输出,转换效 率达64%, 脉冲宽度为169fs.这为时间分辨电子显微镜提供了一种超短脉冲的紫外光源.
微结构光纤中超短激光脉冲传输的数值模拟
王清月, 栗岩锋, 胡明列, 李曙光, 周桂耀, 邢光龙, 侯蓝田
2005, 54 (4): 1599-1606. doi: 10.7498/aps.54.1599
摘要 +
在传统求解广义非线性薛定谔方程(GNSE)分步傅里叶方法的基础上,提出了利用自适应分步 傅里叶方法(ASSFM)求解GNSE.数值模拟发现:在发生显著孤子峰值频移且微结构光纤的色散 和非线性参数随频率显著变化的情况下,采用ASSFM对超短脉冲在光纤中传输进行模拟是很 必要的,微结构光纤色散特性对超短脉冲在微结构光纤中的演化以及超连续光谱展宽有很大 影响.ASSFM可以合理地考虑到微结构光纤特性参数随脉冲演化过程中峰值功率所对应波长( 或频率)的变化,从而更精确地模拟超短脉冲在微结构光纤中的传输.
非均匀缺陷环对微波左手材料的影响
罗春荣, 康 雷, 赵 乾, 付全红, 宋 娟, 赵晓鹏
2005, 54 (4): 1607-1612. doi: 10.7498/aps.54.1607
摘要 +
以金属铜六边形开口谐振环(SRRs)与金属铜线的组合为结构单元,研究了三维左手材料中的 缺陷效应. 利用电路板刻蚀技术制备了左手材料样品,采用波导法测量了SRRs构成的点缺陷 和线缺陷对左手材料X波段(8—12 GHz)微波透射行为的影响. 实验结果表明,引入不同尺 寸SRRs构成的点缺陷,材料谐振峰强度下降,最多达6 dB,相当于原来的186%,谐振频率 移动,通频带宽在630—720 MHz范围变化;引入不同尺寸SRRs构成三种取向的线缺陷时,材 料谐振峰强度下降,最多达11 dB,相当于原来的34
飞秒啁啾脉冲放大系统中折叠反射式望远镜对脉冲波前的影响
韩英魁, 王清月, 张志刚, 柴 路, 张伟力, 黄小军, 袁晓东
2005, 54 (4): 1613-1618. doi: 10.7498/aps.54.1613
摘要 +
推导出飞秒激光啁啾脉冲放大系统中使用的折叠反射式望远镜对脉冲波前的影响. 分析和计 算了波前倾斜与反射式望远镜参数之间的关系.结果发现:当脉冲宽度小于100 fs时,波前 倾斜对光束质量的影响不可忽略,并提出了抑制这种脉冲波前倾斜的有效方法.
低阈值飞秒钛宝石激光器的理论研究
令维军, 郑加安, 贾玉磊, 魏志义
2005, 54 (4): 1619-1623. doi: 10.7498/aps.54.1619
摘要 +
利用数值求解的方法,从理论上系统分析了决定钛宝石激光器锁模阈值的几个关键因素. 定 量分析了腔模对克尔效应的主导作用,并将光孤子模型引入低阈值锁模理论,分析了色散与 阈值的关系. 根据理论指导在实验上完成了一台阈值低至390 mW自启动飞秒掺钛蓝宝石激光 器.
纵向非均匀掺铒的光波导放大器特性数值模拟研究
宋 琦, 宋昌烈, 李淑凤, 李建勇, 李成仁
2005, 54 (4): 1624-1629. doi: 10.7498/aps.54.1624
摘要 +
提出一种通过非均匀掺铒方法提高光波导放大器增益和抽运效率的优化设计方案,并在有限 元法基础上构建了光波导放大器模型.计算中考虑到合作上转换、交叉弛豫和激发态吸收等 效应. 利用自适应法求解了两种铒离子浓度分布方案,分别使脊形光波导放大器增益在固定 长度和增益最大值有1027%和565%的提高. 计算结果与级联掺铒玻璃样品的实验结果相 符合.
高速光通信系统中光纤光栅色散补偿研究
裴 丽, 宁提纲, 李唐军, 董小伟, 简水生
2005, 54 (4): 1630-1635. doi: 10.7498/aps.54.1630
摘要 +
通过对光栅制作过程的优化设计,解决了光纤光栅温度稳定性、纹波系数、带宽、偏振模色 散补偿等关键技术,所制作光纤光栅已经达到温度系数小于00005 nm/℃,带宽大于14 nm,纹波系数小于50 ps,色散量超过 -1000 ps/nm的先进水平. 采用琼斯矩阵本征值法较 精确地测量了光栅的偏振模色散,并对其进行了补偿,光纤光栅色散补偿器的偏振模色散由 补偿前的91406 ps改善为补偿后的01521 ps. 在此基础上,成功地建立了一个稳定可靠 、速率为40 Gb/s,传输链路为122 km G
流体、等离子体和放电
强流脉冲离子束与靶作用域值的研究
吴 迪, 宫 野, 刘金远, 王晓钢
2005, 54 (4): 1636-1640. doi: 10.7498/aps.54.1636
摘要 +
结合Monte Carlo 方法和热力学方法,建立了脉冲离子束能量模型以及靶材相变温度模型. 利用该模型可以确定产生喷发等离子体的域值,得到强流脉冲离子束与靶材作用过程中靶材 温度的变化规律以及形成喷发等离子体的初始温度.
托卡马克等离子体中动力剪切阿尔芬波不稳定性的数值研究
简广德, 董家齐
2005, 54 (4): 1641-1647. doi: 10.7498/aps.54.1641
摘要 +
用积分本征模方程研究了在托卡马克等离子体中包含全部动力学效应的动力剪切阿尔芬波模 (无论是否存在温度梯度). 引入了一个新的积分变量,将实平面的积分解析延拓到复平面. 这样可以同时研究增长模和阻尼模. 结果表明,在有离子温度梯度(ITG)的情况下,激发动 力剪切阿尔芬不稳定性所需的等离子体压强梯度比激发理想磁流体动力学气球模不稳定性的 阈值低得多,没有ITG时两者相同. 与动力无碰撞气球模结果不同,当有限ITG存在时,剪切 阿尔芬模存在第二稳定区.
HL-1M托卡马克中的中子通量和辐射剂量当量测量
郦文忠, 王世庆, 杨进蔚, 宋先瑛, 李 旭, 张 炜
2005, 54 (4): 1648-1652. doi: 10.7498/aps.54.1648
摘要 +
用5台带有慢化剂(聚乙烯)的BF33正比计数管中子探测器测量中子通量和剂量当 量.4台 置于HL_1M装置的四周,分别测量了在氘等离子体条件下,因欧姆加热和波加热产生的热核聚 变中子产额、中子通量和剂量,以及氢等离子体条件下因高能x射线引起的光致核反应而产生 的光致中子. 另一台流动于其他6个观察点,主要监测中子剂量当量. 在D_D聚变条件下,实测 中子产额与计算值作比较,两者在数量级上大体一致. 中子辐射剂量当量远低于国家和部颁 标准,更低于国际防护委员会推荐的中子辐射允许剂量当量
使用发射光谱对感应耦合CF4/CH4等离子体中C2基团形成机理的研究
黄 松, 辛 煜, 宁兆元
2005, 54 (4): 1653-1658. doi: 10.7498/aps.54.1653
摘要 +
利用强度标定的发射光谱法,研究了感应耦合CF44/CH44等离 子体中空间基团的 相对密度随宏观条件(射频输入功率、气压和流量比)的变化情况. 研究表明:在所研究的 碳氟/碳氢混合气体放电等离子体中除了具有丰富的CF,CF22,CH,H和F等活 性基团外 ,还同时存在着C22基团,其相对密度随着放电功率的提高而增加;随着气压 的上升呈 现倒“U”型的变化. C22随流量比R(R=[CH4
凝聚物质:结构、热学和力学性质
水热法合成FeS2粉晶及其生长热动力学的研究
张校刚, 段 鹤, 郑毓峰, 孙言飞, 董有忠
2005, 54 (4): 1659-1664. doi: 10.7498/aps.54.1659
摘要 +
采用溶胶_凝胶水热法合成了单相黄铁矿结构的FeS22粉晶. 用x射线衍射、傅 氏变换红外光谱等分析手段对FeS22粉晶进行了表征,以简化的数学模型及相 变理论讨论了晶体 生长过程. 结果表明:FeS22晶粒的生长过程属于相变与扩散的混合机制,符 合经时间 指数修正的二次方动力学方程,是一个生长速率随时间变化的过程;水热晶化温度高于453 K、反应时间超过18 h且有适量的硫参与反应时,可得到单相的黄铁矿型的FeS22
7050铝合金等通道转角挤压过程中显微结构和力学性能演化的小角x射线散射研究
郑立静, 李树索, 李焕喜, 陈昌麒, 韩雅芳, 董宝中
2005, 54 (4): 1665-1670. doi: 10.7498/aps.54.1665
摘要 +
采用三种等通道转角挤压(ECAP)与热处理相结合的工艺制备了超高强度细晶7050铝合金, 应用小角x射线散射技术定量地分析了ECAP过程中显微结构参数的变化情况,合理地解释了E CAP过程中力学性能的变化,揭示了合金强化机理. 研究发现,“固溶淬火+ECAP+时效” 工艺是获得高性能7050铝合金的合适工艺,可以使7050铝合金的抗拉强度提高到677 MPa, 延伸率保持在15%左右.
无容器条件下Cu-Pb偏晶的快速生长
刘向荣, 王 楠, 魏炳波
2005, 54 (4): 1671-1678. doi: 10.7498/aps.54.1671
摘要 +
在落管无容器条件下实现了Cu-10%Pb亚偏晶和Cu_374%Pb偏晶的快速生长. 发现随着液滴 过冷度的增大, 亚偏晶中初生(Cu)相的生长形态经历“粗大枝晶→碎断枝晶→等轴晶”的转 变. 偏晶的组织形态从多个偏晶胞组织演化为单个偏晶胞组织. 理论计算表明,直径在1000 —60 μm之间的亚偏晶和偏晶合金液滴, 最大过冷度分别为269 K (02 TLL )和245 K (02 TMM). 亚偏晶合金中初生(Cu)枝晶的最大生长速度为24 m/s ,
块体非晶合金Zr55Cu30Al10Ni5 结构弛豫的研究
张 涛, 吴志方, 柳 林, 柳 义
2005, 54 (4): 1679-1682. doi: 10.7498/aps.54.1679
摘要 +
应用同步辐射小角x射线散射和差示扫描量热分析对块体非晶合金Zr5555Cu 3030Al1010Ni55结构弛豫进行了研究.实验结果表 明:经340℃、不同时间退火后的非晶内 部的电子密度涨落随退火时间的延长先增大而后减小;玻璃转变温度附近焓弛豫峰的表观激 活能则随退火时间的延长先减小而后增大.结果反映了随退火时间的延长,块体非晶合金内 部类液体区不断减少及类固体区不断增加的过程.
Ar环境气压对脉冲激光烧蚀制备纳米Si晶粒平均尺寸的影响
彭英才, 王英龙, 周 阳, 褚立志, 傅广生
2005, 54 (4): 1683-1686. doi: 10.7498/aps.54.1683
摘要 +
采用XeCl脉冲准分子激光器,烧蚀高阻抗单晶Si靶,在1—500 Pa的Ar气环境下沉积制备了纳米Si薄膜. x射线衍射谱测量证实,纳米Si晶粒已经形成.利用扫描电子显微镜观测了所形成纳米Si薄膜的表面形貌,结果表明,随着环境气压的增加,所形成的纳米Si晶粒的平均尺寸增大,气压为100 Pa时达到最大值20 nm,而后开始减小. 从晶粒形成动力学角度,对实验结果进行了定性分析.
纳米Cu3N薄膜的制备与性能
吴志国, 张伟伟, 白利峰, 王 君, 阎鹏勋
2005, 54 (4): 1687-1692. doi: 10.7498/aps.54.1687
摘要 +
采用柱状靶多弧直流磁控溅射法,100℃基底温度下在玻璃衬底上制备了纳米氮化铜(Cu33N)薄膜.用x射线衍射研究了不同氮气分压对Cu33N薄膜晶体结构 及晶粒尺寸的影响.结果显 示薄膜由Cu33N和Cu的纳米微晶复合而成,其中Cu33N纳米微晶具有 立方反ReO33结构.通 过原子力显微镜对薄膜表征显示,膜表面比较光滑,具有较低的粗糙度.x射线光电子能谱对 薄膜表面的成分分析表明,Cu3
大规模制备Ni80Fe20纳米线阵列及其磁学特性研究
Li L. H., 王 懿, 涂清云, 符秀丽, 李培刚, 陈雷明, 唐为华, 张海英
2005, 54 (4): 1693-1696. doi: 10.7498/aps.54.1693
摘要 +
利用电化学沉积方法在高度有序纳米孔氧化铝模板中大规模制备了Ni8080Fe 2020纳米线阵列.该方法得到的Ni8080Fe2020 纳米线产率高(约101212—101313/cm22), 而且这些纳米线阵列具有(111)择优生 长取向和很高的纵横比.与体材料相比,这些Ni8080Fe2020纳 米线阵列具
铝合金微弧氧化过程中电学参量的特性研究
吕宪义, 汪剑波, 金曾孙, 龙北红, 吴汉华
2005, 54 (4): 1697-1701. doi: 10.7498/aps.54.1697
摘要 +
利用自制的数据采集系统研究了恒定电压下铝合金微弧氧化过程中有关电学参量随时间的变化规律.结果表明:通电回路中的阴极和阳极峰值电流随处理时间的变化明显分为5个阶段;陶瓷膜的动态正向电阻和电阻率随处理时间分阶段变化,而动态的反向电阻和电阻率随时间的变化不大.在微弧氧化过程中,各时刻的动态正、反向电阻值不同,一般情况下,动态正向电阻远大于反向电阻.对不同处理时间样品的扫描电子显微镜分析表明,陶瓷膜呈多孔结构并随处理时间分阶段变化.
KMgF3晶体的色心和自陷态激子研究
刘 楣, 黄桂芹, 陈凌孚
2005, 54 (4): 1702-1706. doi: 10.7498/aps.54.1702
摘要 +
应用从头计算方法对KMgF33离子晶体中的色心和自陷态激子(STE)进行了模拟研 究.对包含F心的量子团簇进行几何结构优化, 并计算了F心处于1s基态和2p激发态的Mulliken电荷分布. 模拟结果表明,F心周围的晶格弛豫较小,处于基态的F心电子主要局域在阴离子空位处,而处于激发态的F心电子波函数则比较扩展. 计算结果表明,VKK心移向邻近的 间隙位置,但仍保持分子轴向与[110]晶向平行.自陷态激子的弛豫是分子轴向平移与转动的叠加.计算得到的F心、VK
热峰模型在聚碳酸酯非晶化潜径迹中的应用
孙友梅, 朱智勇, 王志光, 刘 杰, 张崇宏, 金运范
2005, 54 (4): 1707-1710. doi: 10.7498/aps.54.1707
摘要 +
为了描述快重离子在聚合物中的潜径迹行为,用不同能量的快重离子 (1158GeVFe5656,1755GeVXe136136及2636GeVU238238) 辐照 叠层半结晶聚碳酸酯膜 (Makrofol KG型),结合x射线衍射测量技术,在较宽的电子能损 (1 9—171keV/nm)和离子注量(5×101010—3×101212 cm-2-2)范围研究了离子在半
几种铁基非晶合金激波诱导晶化中的若干奇异物理效应研究
阚家德, 柳清菊, 刘佐权, 赵鹤云
2005, 54 (4): 1711-1718. doi: 10.7498/aps.54.1711
摘要 +
应用x射线衍射、透射电子显微镜和差示扫描量热实验技术,研究了FeCuNbBSi,FeBSi,FeMoBSi几种铁基非晶合金的激波诱导晶化.研究结果表明:非晶态合金激波诱导晶化中存在若干应用传统长程扩散相变理论难以解释的奇异物理效应.用非晶态合金激波流化晶化可以很好地解释激波诱导非晶晶化中的各种奇异物理效应.
Ni-Fe-Ga磁致形状记忆合金中间马氏体相变
郑红星, 刘 剑, 夏明许, 李建国
2005, 54 (4): 1719-1721. doi: 10.7498/aps.54.1719
摘要 +
采用差示扫描量热和x射线衍射技术研究Ni-Fe-Ga磁致形状记忆合金的马氏体相变行为.结 果发现,在多晶Ni56556.5Fe19019.0Ga2452 4.5和Ni56356.3Fe17017.0 Ga26726.7合金中除马氏体相变外,还观察到一次完整的、正相变和逆相 变对应出现、单 纯由温度诱发的中间马氏体相变.该中间马氏体相变与马氏体相变均为热弹性相变.
N i50.5Mn24Ga25.5取向晶体相变应变性能的研究
蒋成保, 徐惠彬, 梁 婷
2005, 54 (4): 1722-1725. doi: 10.7498/aps.54.1722
摘要 +
采用区熔法制备了Ni50550.5Mn2424Ga25525.5取向晶体,在底部、中部和顶部各切取一块样品进行相变应变测试.在中部样品中获得了高达14%的相变应变,应变随加热冷却循环次数的增加而逐步降低,第9次和第10次相变时应变为08%.在底部和顶部样品中,降温过程的应变随温度的变化呈现先收缩后膨胀或先膨胀后收缩的现象,我们认为这是由于样品中高度择优取向的马氏体变体竞争的结果所致.
GaxIn1-xP缓冲层组分对InP自组装形貌影响的研究
王 浩, 廖常俊, 郑树文, 范广涵, 刘颂豪, 曾谷城, 蔡继业, 陈 勇
2005, 54 (4): 1726-1730. doi: 10.7498/aps.54.1726
摘要 +
应用缓冲层对自组装结构的作用能Er4和自组装结构表面能Ess的 协同作用分析 了InP自组装结构在GaxxIn1-x1-xP缓冲层表面的形貌变化. 计算发现缓冲层 组分影响自组装结构的形貌.随着缓冲层与InP自组装结构之间应力的增加,InP岛倾向于拉 长.理论计算还发现随着自组装结构体积的增大,自组装结构也随之拉长.而且缓冲层的参数 决定了自组装结构最小能量状态时的体积大小.应用金属有机物化学气相沉积技术在GaA s衬
射频磁控溅射法制备SnO2:Sb薄膜的结构和光致发光性质研究
王玉恒, 马 瑾, 计 峰, 余旭浒, 张锡健, 马洪磊
2005, 54 (4): 1731-1735. doi: 10.7498/aps.54.1731
摘要 +
采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备出锑掺杂的氧化锡(SnO22:Sb)薄膜.制 备薄膜是具有纯氧化锡四方金红石结构的多晶膜薄,晶粒生长的择优取向为[110].室温下光致发光测量结果表明,在392nm附近存在强的紫外-紫光发射.研究了不同氧分压对薄膜结构及发光性质的影响,并对SnO22:Sb的光致发光机制进行了探索性研究.
n型透明导电薄膜CdIn2O4电学性质的研究和大面积制备的最佳条件
伞海生, 陈 冲, 何毓阳, 王 君, 冯博学
2005, 54 (4): 1736-1741. doi: 10.7498/aps.54.1736
摘要 +
在Ar+O22气氛中,采用射频反应溅射Cd-In靶制备CdIn22O44 薄膜.制得的薄膜经x射线衍射(XRD)检测为CdIn22O44和CdO相组成的多晶.从理论上分析了热 处理前后氧空位、掺杂点缺陷和富氧电子陷阱在影响膜的载流子浓度和电子散射中所起的重要作用.同时,对样品 进行Hall效应、Seebeck效应测试并得出不同载流子浓度下的迁移率、有效质量、弛豫时间以及它们之间的相互关系,特别强调
TiN/SiO2纳米多层膜的晶体生长与超硬效应
魏 仑, 梅芳华, 邵 楠, 李戈扬, 李建国
2005, 54 (4): 1742-1748. doi: 10.7498/aps.54.1742
摘要 +
高硬度的含氧化物纳米多层膜在工具涂层上具有重要的应用价值.研究了TiN/SiO22纳米多 层膜的晶体生长特征和超硬效应.一系列具有不同SiO22和TiN调制层厚的纳米多 层膜采用多 靶磁控溅射法制备;采用x射线衍射、x射线能量色散谱、高分辨电子显微镜和微力学探针表 征了多层膜的微结构和力学性能.结果表明,虽然以单层膜形式存在的TiN和SiO22分别形成 纳米晶和非晶结构,它们组成多层膜时会因晶体生长的互促效应而呈现共格外延生长的结构 特
凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
TM掺杂Ⅱ-Ⅳ-Ⅴ2黄铜矿半导体的电磁性质
曾永志, 黄美纯
2005, 54 (4): 1749-1755. doi: 10.7498/aps.54.1749
摘要 +
利用自旋局域密度泛函的第一性原理对3d过渡金属(TM=V,Cr,Mn,Fe,Co和Ni)掺杂的Ⅱ-Ⅳ-Ⅴ22(CdGeP22和ZnGeP22)黄铜矿半导体的电 磁性质进行系统计算.结果发现:V和Cr掺杂的CdGeP22和ZnGeP22将出现铁磁状态(FM),Mn,Fe以及 Co掺杂的CdGeP22和ZnGeP22将出现反铁磁状态(AFM),而Ni掺杂 时
碲镉汞材料中Hg空位缺陷的第一性原理研究
孙立忠, 陈效双, 周孝好, 孙沿林, 全知觉, 陆 卫
2005, 54 (4): 1756-1761. doi: 10.7498/aps.54.1756
摘要 +
利用基于第一性原理的全电子势线性缀加平面波方法计算了在碲镉汞材料中Hg空位所引起的晶格弛豫以及空位对周围原子成键机制的影响.通过成键过程中电荷密度的变化以及电荷转移的讨论,论述了碲镉汞材料Hg空位引起的弛豫以及这种弛豫产生的主要原因.通过态密度的计算和分析,发现Hg空位的形成将导致第一近邻阴离子Te的5s态能量向高能端移动了055eV,并借助Te 5s态电荷密度与成键电荷密度的计算结果,分析了引起该能态能量平移的主要原因.通过带边态密度变化以及Kohn-Sham(KS)单电子能级的计算和分析,得出了Hg
密度泛函交换关联势与过渡金属化合物光学非线性的计算研究
张明昕, 吴克琛, 刘彩萍, 韦永勤
2005, 54 (4): 1762-1770. doi: 10.7498/aps.54.1762
摘要 +
在优化几何构型的基础上,对一系列强关联过渡金属化合物,采用密度泛函理论方法中各种 交换关联势计算了电子偶极矩、一阶光学极化率和一阶光学超极化率.考虑基组和频率影响 ,对比从头算MP2,HF方法及实验值,评价了各种交换关联势的计算表现.在此基础上,讨论 新的混合密度泛函交换关联势,以提高密度泛函理论方法计算含有过渡金属体系非线性光学 性质的精度.
钢铁材料中形变诱导相变超细化机理研究
刘春明, 张 辉, 周永军, 张国英
2005, 54 (4): 1771-1776. doi: 10.7498/aps.54.1771
摘要 +
通过计算机编程建立奥氏体相中12[1 1 0]刃位错、奥氏体相中非形变区和形变区奥氏体/铁 素体相界模型.用实空间的连分数方法计算了非形变区和形变区奥氏体/铁素体相界界面能, 计算了碳、氮及微合金元素在完整晶体及位错区引起的环境敏感镶嵌能,进而讨论形变过程 中铁素体形核的难易程度,碳、氮及合金元素在位错区的偏聚及析出与铁素体细化的关系. 计算结果表明:α-Fe易于在高密度位错区(形变带、亚晶界、晶界)形核,在奥氏体形变 过程中,就会大大提高α-Fe形核率,细化铁素体晶粒;碳、氮和微合金元素易于单独或共 同
磁场对重电子金属材料CeCu6-xCdx电阻的影响
姜黎霞, 孟继宝, 陈兆甲, 雒建林
2005, 54 (4): 1777-1782. doi: 10.7498/aps.54.1777
摘要 +
介绍了重电子金属CeCu6-x6-xCdxx(x=010,015,020,0 30,050)在18—300K温度范围内,在磁场(μ00H=0,5,10T)下电阻 随温度的变化规律 及低温(19 ,15K)下的磁电阻(μ00H=0—10T).实验表明所有样品在 零场下的Tmaxmax(对应于电阻极大值的温度)都低于18K.加磁场后,Tmax max随磁场和掺杂量
快中子辐照直拉硅中受主和施主的研究
李养贤, 杨 帅, 陈贵峰, 马巧云, 牛萍娟, 王宝义, 陈东风, 李洪涛
2005, 54 (4): 1783-1787. doi: 10.7498/aps.54.1783
摘要 +
通过傅里叶红外光谱、正电子湮没寿命谱和Hall技术研究了高剂量快中子辐照直拉硅的辐照 缺陷、电阻率、载流子迁移率、载流子浓度随退火温度的变化.经快中子辐照,直拉硅样品 的导电类型由n型转变为p型.在450和600℃热处理出现两种受主中心,分别由V22O22,V22O,VO22,V-O-V及V44型缺 陷引起,这些缺陷态的出现使得样品中空穴浓度迅速增加;大于650℃热处理这些受主态 缺陷迅速消失,
非对称耦合量子阱吸收与色散的理论研究
黄德修, 胡振华
2005, 54 (4): 1788-1793. doi: 10.7498/aps.54.1788
摘要 +
基于V型三能级模型研究了非对称耦合量子阱(ACQW)线性吸收与色散特性. 理论结果表明:在小偏置区,由沿生长方向的外加电场引起的强量子限域Stark频移导致非共振吸收,线性折射率大幅度降低,表现为色散猝灭特性. 而随负偏压进一步增加, 由于量子限域Stark效应消失,其吸收与色散特性则与单量子阱最低激子态相类似. 这意味着ACQW具有随外加电场变化的可控色散特性.
垂直耦合自组织InAs双量子点中激子能的计算
董庆瑞, 牛智川
2005, 54 (4): 1794-1798. doi: 10.7498/aps.54.1794
摘要 +
在有效质量近似条件下研究了垂直耦合的自组织InAs/GaAs量子点的激子态.在绝热近似条件下,采用传递矩阵方法计算了电子和空穴的能谱.通过哈密顿量矩阵的对角化,对电子和空穴间的库仑相互作用进行了精确处理.讨论了两量子点间的垂直距离对激子基态能的影响.从基态波函数概率分布的角度,讨论了激子的束缚能.计算了重空穴和轻空穴激子的基态能随外部垂直磁场变化的函数关系.计算了量子点大小(量子点半径)对激子能的影响.
介观多环耦合系统中的量子电流增强效应
崔元顺
2005, 54 (4): 1799-1803. doi: 10.7498/aps.54.1799
摘要 +
基于电荷具有离散性的事实对介观电路进行量子化,以介观三环为例研究多环耦合系统中的量子电流增强效应.结果表明,量子电流增强效应不仅存在于耦合双环系统中,而且在金属多环系统中也存在.
多岛单电子晶体管的实现及其源漏特性分析
刘玉贵, 武一宾, 吕 苗, 郭荣辉, 赵正平, 郝 跃
2005, 54 (4): 1804-1808. doi: 10.7498/aps.54.1804
摘要 +
在淀积有纳米间隙栅电极、源电极和漏电极的衬底上生长量子点,制作出多岛结构的单电子晶体管.在77K温度下对源漏特性进行了测试,得到了库仑阻塞特性.并且成功抑制了单岛单电子晶体管中易出现的共隧穿效应,观察到较大的库仑阈值电压.对试验数据进行了分析,阐明了岛的不同结构组态产生的不同输运效果.
磁控溅射法制备的CaCu3Ti4O12薄膜
周小莉, 杜丕一
2005, 54 (4): 1809-1813. doi: 10.7498/aps.54.1809
摘要 +
采用溅射方法成功地制备了CaCu33Ti44O1212薄膜, 用原子力显微镜、x射线衍射(XRD)仪和LCR分析仪对样品进行形貌、物相结构和介电性质的研究.XRD表明,薄膜比块体的晶 格常数小但晶格畸变较大;LCR测量结果显示,在相同温度下薄膜比块体的相对介电常数低 ,薄膜相对介电常数由低到高转变时对应的温度较高且激活能较大.分析表明:薄膜的相对 介电常数较低是样品中晶相含量较低、缺陷较多使内部阻挡层电容大量减小、致密度不高引 起的;薄膜中
化合物SmCo5的电子结构、自旋和轨道磁矩及其交换作用分析
郭永权, 李 卫, 张昌文, 李 华, 董建敏, 王永娟, 潘凤春
2005, 54 (4): 1814-1820. doi: 10.7498/aps.54.1814
摘要 +
用自旋极化的MS-Xα方法研究了稀土-过渡族化合物SmCo55的电子态密度、自 旋能级劈裂及原子磁矩.研究结果显示,由于化合物中Sm-Co间的轨道杂化效应,使Sm原子原来的5d00空轨道上占据了少量5d电子.由于Co(3d)-Sm(5d)电子间的直接交换作用,导致了Sm-Co间的磁性交换耦合,这是化合物中形成Sm-Co铁磁性长程序的一个重要原因.在SmCo55化合物中存在6个能级呈现负交换耦合,导致了SmCo55化
射频溅射功率对FeZrBCu软磁合金薄膜巨磁阻抗效应的影响
王文静, 陈卫平, 姜 山, 袁慧敏, 颜世申, 萧淑琴, 刘宜华, 代由勇
2005, 54 (4): 1821-1825. doi: 10.7498/aps.54.1821
摘要 +
用射频溅射法制备了FeZrBCu软磁合金薄膜.研究了不同溅射功率对FeZrBCu薄膜软磁特性和巨磁阻抗效应的影响.用电子探针显微镜测量发现,当溅射功率为240W时,薄膜样品中Fe的原子含量为8732%,Cu的原子含量为29%.这种样品的矫顽力最小,为68A/m,饱和磁化强度约为111×1055A/m,软磁性能最佳,巨磁阻抗效应最大,溅态膜在 13MHz最大巨磁阻抗比纵向为17%,横向为11%.重点分析了阻抗的电阻、电感分量及横向有 效磁导率随频率的变化,得到在低频下主要是磁电感
单轴M型SrFe12-xCrxO19超细粒子结构与磁性研究
方庆清, 焦永芳, 李 锐, 汪金芝, 陈 辉
2005, 54 (4): 1826-1830. doi: 10.7498/aps.54.1826
摘要 +
采用溶胶-凝胶法制备了单轴M型锶铁氧体SrFe12-x12-xCrxxO 1919(x=0—1)超细晶粒.实验结果表明, 随掺杂量x的增大,质量饱和磁化强 度σss在x≤04范围内增大,在x=02附近达到极大值.矫顽力Hcc在x<05的范围 内单调降低,这对于用作高密度磁记录材料非常有利.当x≤04时,样品是单相结构, 在 x=06以后出现非磁性相α-Fe22O3<
Cr/Ru/PtCo/Ru/PtCo/Ru介质中底层Ru厚度对磁记录特性影响的研究
张爱国, 王荫君, 韩秀峰, 詹文山
2005, 54 (4): 1831-1835. doi: 10.7498/aps.54.1831
摘要 +
讨论了Cr/Ru(1)/PtCo(稳定层)/Ru(2)/PtCo(记录层)/Ru(3) 结构的矫顽力Hcc与层间反铁磁耦合交换场Hexex随Ru(1)与Ru(2)厚度变 化的规律.研究发现 ,样品的矫顽力及交换场随Ru(1)厚度增加而增大, 这可能是由Ru(1)hcp结构引起的. 矫顽力及交换场在Ru(2)厚度为08nm处有峰值.
利用[Fe/Pt]n多层膜降低L10-FePt有序化温度
杨 涛, 翟中海, 朱逢吾, 李宝河, 黄 阀
2005, 54 (4): 1836-1840. doi: 10.7498/aps.54.1836
摘要 +
采用直流磁控溅射方法制备了Fe/Pt多层膜和FePt单层薄膜,再经不同温度真空热处理得到 了有序相L100-FePt薄膜.通过x射线衍射谱和磁性研究表明,FePt单层薄膜需 要在500℃ 以上热处理,才能开始有序化转变,而Fe/Pt多层膜可以降低FePt薄膜有序化温度.[Fe(1 5nm)/Pt(15nm)]1313薄膜在350℃热处理后,有序度已经增加到 06,相应矫 顽力达到了501kA/m.多层膜化促进有序化在较低的温度下进行,这是由于热处理过程中多
多层膜[Co85Cr15/Pt]20的磁性、垂直磁记录特性和微结构的关系
杨 涛, 翟中海, 朱逢吾, 李宝河, 黄 阀
2005, 54 (4): 1841-1846. doi: 10.7498/aps.54.1841
摘要 +
采用磁控溅射法制备了性能优良的以Pt为缓冲层的[Co8585Cr1515/Pt]2020 多层膜,研究了溅射气压对[Co8585Cr1515/Pt]2020多层膜微结构和磁性的 影响.研究结果表明,Ar溅射气压对[Co8585Cr1515/Pt]2020多层膜的微结构 、垂直磁各向异性和矫顽力有重要的影响
反射型磁光多层膜隔离器工作稳定性的研究
丁 磊, 隋 展, 温晓文, 李国俊, 仇高新, 李永平
2005, 54 (4): 1847-1853. doi: 10.7498/aps.54.1847
摘要 +
与单纯的磁光晶体相比,由磁光介质与电介质周期性或准周期性排列构成的一维磁光光子晶 体能够显著增强磁光效应,可以用于实现小尺度的磁光隔离器,从而大大减小器件的尺寸. 给出更为一般的可用于求解斜入射情况下偏振光在各向异性介质中传播时的传输矩阵方法, 并用这种方法在波长为1053μm处,针对两种“三明治”型的反射磁光多层膜隔离器的 结构,具体讨论了器件应用时入射角度及工艺制作时膜层制备厚度对它们工作稳定性的影响 .发现中心磁光介质夹层较厚的结构具有膜层数目少、工作稳定性好的优点.
Yb:铅锌镧碲酸盐玻璃的热学、光谱和激光性质
戴世勋, 张军杰, 胡丽丽, 姜中宏, 汪国年
2005, 54 (4): 1854-1858. doi: 10.7498/aps.54.1854
摘要 +
研究了摩尔组分为70TeO22-(20-x)ZnO-xPbO-5La22O33-25K22O-25Na22O(x=0,5,10,15,20)的新型多元铅 锌镧碲酸盐激光玻璃,外掺Yb22O33为玻璃摩尔组分的1%.测试了 试样的物理性质及吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命,计算了Yb3+3+的吸收截面、受激发射截面、荧光有效线宽等
掺铕纳米氧化锌的制备及其发光性质
苏文辉, 吕树臣, 辛显双, 周百斌
2005, 54 (4): 1859-1862. doi: 10.7498/aps.54.1859
摘要 +
以尿素为沉淀剂,与可溶性硝酸锌、硝酸铕反应制备纳米晶ZnO:Eu3+3+,通 过x射线粉末衍射、透射电子显微镜对纳米粒子的组成、结构、形貌及尺寸进行了分析和测定.研究 结果表明,制得的纳米粒子粒度均匀,粒径分布窄,最小粒径为8nm.详细研究了不同制备 方法、不同掺杂浓度及不同粒度等对ZnO:Eu3+3+发光性质的影响.为探讨纳米 掺杂材料的制备技术及发光方面的应用提供了可行的方法.
半导体中相干控制光电流对光场的偏振依赖性
刘鲁宁, 寿 倩, 雷 亮, 林春梅, 赖天树, 文锦辉, 林位株
2005, 54 (4): 1863-1867. doi: 10.7498/aps.54.1863
摘要 +
采用黄金定则方法和Kane六能带模型,分析了半导体中的量子干涉控制光生电流效应.计算了不同偏振光场下载流子在动量空间的初始布居分布,从微观上阐明了相干电流对光场的偏振依赖特性.在平行线偏振情况下,相干电流方向沿光场的偏振方向;而在正交线偏振情况下,电流方向与倍频光的偏振方向相同.还证明了只有当单光子跃迁和双光子跃迁相平衡时才能获得最大的电流注入效率.
合金元素Zr韧化不同计量比Ni3Al合金的微观机制
郭建亭, 李玉芳, 熊良钺, 叶恒强
2005, 54 (4): 1868-1873. doi: 10.7498/aps.54.1868
摘要 +
利用正电子湮没技术(PAT)测量了不同化学计量比二元Ni33Al合金及不同Zr含 量Ni33Al合金的正电子寿命谱,并估算了合金基体和晶界缺陷处的自由电子密度.结果表明,二元Ni7777Al2323合金的基体和缺陷态的自由电子密度都比二元 Ni7474Al2626合金的高. Ni33Al合金晶界缺陷处开空间大于Ni空位或Al空位的开空间,晶界缺 陷处的自
物理学交叉学科及有关科学技术领域
ZnO退火条件对硫化法制备的ZnS薄膜特性的影响
王宝义, 张仁刚, 张 辉, 万冬云, 魏 龙
2005, 54 (4): 1874-1878. doi: 10.7498/aps.54.1874
摘要 +
采用反应磁控溅射法在玻璃和石英衬底上沉积了ZnO薄膜, 然后经过不同条件退火和在H22S气氛中硫化最终得到ZnS薄膜. 用x射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜和UV—VIS分光光度计 对ZnS薄膜样品进行了分析. 结果表明, ZnO薄膜硫化后的晶体结构和光学性质取决于它的退 火条件. 真空和纯O22中退火的ZnO薄膜硫化后只是部分形成六角晶系结构的ZnS . 而在空气 和纯N22中退火的ZnO薄膜则全部转变为ZnS, 在可见光范围内的光透过率
CdSxTe1-x多晶薄膜的制备与性质研究
李 卫, 冯良桓, 武莉莉, 蔡亚平, 张静全, 郑家贵, 蔡 伟, 黎 兵, 雷 智, 张冬敏
2005, 54 (4): 1879-1884. doi: 10.7498/aps.54.1879
摘要 +
采用真空共蒸发方法制备了CdSxxTe1-x1-x多晶薄膜,并用原子 力显微镜、x射线衍射和光学透过率谱等研究了CdSxxTe1-x1-x多晶薄膜的结构 和性质.结果 表明:薄膜均匀、致密、无微孔,当x≥05时为n型半导体,xxTe1-x1-x多晶薄膜的光学能隙随x变化.结合薄膜的晶格 常数和光学能隙得到了薄膜发生相变的组分,当x<025
射频功率对类金刚石薄膜结构和性能的影响
李红轩, 徐 洮, 陈建敏, 周惠娣, 刘惠文
2005, 54 (4): 1885-1889. doi: 10.7498/aps.54.1885
摘要 +
利用直流-射频-等离子体增强化学气相沉积技术在单晶硅表面制备了类金刚石薄膜,采用原子力显微镜、Raman光谱、x射线光电子能谱、红外光谱和纳米压痕仪考察了射频功率对类金刚石薄膜表面形貌、微观结构、硬度和弹性模量的影响.结果表明,制备的薄膜具有典型的含H类金刚石结构特征,薄膜致密均匀,表面粗糙度很小.随着射频功率的升高,薄膜中成键H的含量逐渐降低,而薄膜的sp33含量、硬度以及弹性模量先升高, 后降低,并在射频功率为100W时达到最大.
低温制备微晶硅薄膜生长机制的研究
李国华, 丁 琨, 谷锦华, 周玉琴, 朱美芳, 周炳卿, 刘丰珍, 刘金龙, 张群芳
2005, 54 (4): 1890-1894. doi: 10.7498/aps.54.1890
摘要 +
采用热丝化学气相沉积技术制备了一系列处于不同生长阶段的薄膜样品,用原子力显微镜系 统地研究生长在单晶硅衬底和玻璃衬底上薄膜表面形貌的演化.按照分形理论分析得到:在 玻璃衬底上的硅薄膜以零扩散随机生长模式生长;而在单晶硅衬底上,薄膜早期以有限扩散 生长模式生长,当膜厚超过某一临界厚度时转变为零扩散随机生长模式.岛面密度与膜厚的 依赖关系表明,在临界厚度时硅衬底和玻璃衬底上的岛面密度均出现了极大值.Raman谱的测 量证实,玻璃衬底上薄膜临界厚度与非晶/微晶相变之间存在密切的关系.不同的衬底材料直 接影响反应
二次离子质谱深度剖面分析氢化微晶硅薄膜中的氧污染
张晓丹, 赵 颖, 朱 锋, 魏长春, 麦耀华, 高艳涛, 孙 建, 耿新华, 熊绍珍
2005, 54 (4): 1895-1898. doi: 10.7498/aps.54.1895
摘要 +
运用二次离子质谱研究了甚高频等离子体增强化学气相沉积制备的不同硅烷浓度和功率条件下薄膜中的氧污染情况.结果发现:薄膜中的氧含量随硅烷浓度和功率的变化而改变.制备的微晶硅薄膜,晶化程度越高薄膜中的氧含量相对越多.另外,不同本底真空中的氧污染实验结果表明:微晶硅材料中的氧含量与本底真空有很大的关系,因此要制备高质量的微晶硅材料,高的本底真空是必要条件.
甚高频等离子体增强化学气相沉积制备微晶硅太阳电池的研究
张晓丹, 赵 颖, 高艳涛, 朱 锋, 魏长春, 孙 建, 王 岩, 耿新华, 熊绍珍
2005, 54 (4): 1899-1903. doi: 10.7498/aps.54.1899
摘要 +
采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术成功地制备了不同硅烷浓度和辉光功率条件下的微晶硅电池.电池的J-V测试结果表明:在实验的硅烷浓度和功率范围内,随硅烷浓度的降低和功率的加大,对应电池的开路电压逐渐变小;硅烷浓度的不同对电池的短路电流密 度有很大的影响,但功率的影响在实验研究的范围内不是很显著.对于微晶硅电池,N层最好 是非晶硅,这是因为一方面可以降低对电流的横向收集效应,另一方面也降低了电池的漏电概率,提高了电池的填充因子.
半绝缘砷化镓单晶中碳微区分布的研究
徐岳生, 杨新荣, 王海云, 唐 蕾, 刘彩池, 魏 欣, 覃道志
2005, 54 (4): 1904-1908. doi: 10.7498/aps.54.1904
摘要 +
通过AB腐蚀(由Abrahams和Buiocchi发明的腐蚀方法,简称AB腐蚀)、KOH腐蚀,经金相显微镜观察、透射电子显微镜能谱分析、电子探针x射线微区分析,对液封直拉法生长的非掺 半绝缘砷化镓单晶中碳的微区分布进行了分析研究.实验结果表明,碳的微区分布受单晶中 高密度位错网络结构的影响.高密度位错区,位错形成较小的胞状结构,且胞内不存在孤立 位错,碳在单个胞内呈U型分布;较低密度位错区,胞状结构直径较大,且胞内存在孤立位 错,碳在单个胞内呈W型分布.
Ti-Zr-Ni单相准晶合金的室温力学性能研究
于志伟, 羌建兵, 黄火根, 姜 楠, 董 闯
2005, 54 (4): 1909-1913. doi: 10.7498/aps.54.1909
摘要 +
以Ti4040Zr4040Ni2020合金为研究对象,用铜 模吸铸法制备出直径为3mm的致密单相准晶棒,通过维氏显微硬度测定和单向压缩实验方 法研究了该合金的室温力学性能 .结果表明:Ti4040Zr4040Ni2020准晶具有良好 的弹性变形能力,室温弹性应 变可达125%.同时,它具有相对高的室温硬度(约55GPa),是普通Ti合金的15倍.T i4040
纳米TiO2多孔膜的微结构对染料敏化纳米薄膜太阳电池性能的影响
胡林华, 戴松元, 王孔嘉
2005, 54 (4): 1914-1918. doi: 10.7498/aps.54.1914
摘要 +
采用溶胶-凝胶方法,在不同的实验条件下获得平均粒径从15到25nm左右的纳米TiO22颗粒.利用这些颗粒制备出的纳米多孔薄膜,应用于染料敏化纳米薄膜太阳电池. 通过x射线 衍射仪分析,得到TiO22颗粒的晶相以及晶粒度大小,用透射电子显微镜观察 了纳米TiO22颗粒的形貌和尺寸.应用于太阳电池的纳米TiO22多 孔膜,经基于布朗诺尔-埃米特-泰 勒(BET)的多层吸附理论的比表面积测试和孔径分布测试,获得了多孔膜的微
染料敏化纳米薄膜太阳电池实验研究
戴松元, 孔凡太, 胡林华, 史成武, 方霞琴, 潘 旭, 王孔嘉
2005, 54 (4): 1919-1926. doi: 10.7498/aps.54.1919
摘要 +
染料敏化纳米薄膜太阳电池(DSCs)的性能主要是由纳米多孔TiO22薄膜、染 料光敏化剂 、电解质、反电极(光阴极)等几个主要部分决定的.通过优化DSCs各项关键技术和材料的 性能,并通过小面积DSCs的系列实验和优化组合实验来检测各项参数对DSCs性能的影响,获 得在光照1个太阳(AM15)下,光电转换效率达到895%.这为进行产业化制备大面积DSCs 打下了良好基础.
可调谐二极管激光吸收光谱法测量环境空气中的甲烷含量
阚瑞峰, 刘文清, 张玉钧, 刘建国, 董凤忠, 高山虎, 王 敏, 陈 军
2005, 54 (4): 1927-1930. doi: 10.7498/aps.54.1927
摘要 +
可调谐二极管激光吸收光谱法是在二极管激光器与长光程吸收池技术相结合的基础上发展起 来的一种新的痕量气体检测方法.这种方法不仅精度较高、选择性强而且响应速度快.介绍了 一套可调谐二极管激光吸收光谱检测甲烷浓度的实验装置.这套装置具有灵敏度高、检测限 低(低于0087mg/m33)、易于集成为便携式痕量气体检测仪等优点,利用 这套装置实现了对环境空气中甲烷含量的检测.
用于可变比特率视频通信量预测的自适应训练及删剪算法
熊 涛, 常胜江, 申金媛, 张延炘
2005, 54 (4): 1931-1936. doi: 10.7498/aps.54.1931
摘要 +
提出一种自适应神经网络模型对可变比特率视频通信量进行非线性自适应预测,并采用基于递归最小方差的自适应学习及删剪算法对抽头延迟神经网络进行训练和结构优化.仿真实验表明,该模型能够实现对复杂视频通信量序列的高精度预测,满足实时快速的预测要求.
射频SQUID心磁图数据自适应滤波研究
戴远东, 王福仁, 李壮志, 马 平, 谢飞翔, 杨 涛, 聂瑞娟, 刘新元, 谢柏青
2005, 54 (4): 1937-1942. doi: 10.7498/aps.54.1937
摘要 +
研究了滤除50Hz工频干扰的几种自适应算法,并应用于射频超导量子干涉仪(SQUID)心 磁图仪采集的心磁数据50Hz滤波中.对算法的性能进行了计算机仿真比较.结果表明,带50 Hz干扰的SQUID心磁信号通过自适应噪声对消法,干扰得到了很好的抑制.
小波变换在心磁信号处理中的应用
冯 稷, 翟光杰, 张利华, 赵 莉
2005, 54 (4): 1943-1949. doi: 10.7498/aps.54.1943
摘要 +
噪声的消除一直是微弱信号检测和处理中尤为重要的一个环节.从小波变换的角度出发,利用了小波变换在时、频两域都具有表征信号局部特征的能力,对心磁信号这种典型的微弱信号进行了消噪处理.实验中的心磁数据是单通道高温超导量子干涉磁强计测得.理论分析和实验结果表明,这种方法能有效地提高输出信噪比,同时也适合于其他非平稳信号的消噪.
分层球形导体中任意位置直流电流元产生电位的解析解
肖春燕, 雷银照
2005, 54 (4): 1950-1957. doi: 10.7498/aps.54.1950
摘要 +
建立了任意层球形导体头模型.从泊松方程出发,利用电磁边界条件求解了分层球形导体中由任意位置直流电流元产生电位的一般解析解,并且给出了一种以矩阵形式表示的快速求解电位表达式中相关系数的方法.以表示头皮、颅骨、脑脊液和脑的四层球导体模型为例,对解析解进行了计算.结果表明,此解在除源点外的全域内收敛,且比仅用球谐函数展开形式的电位收敛快,计算量明显降低.给出了等位线图和流线图,表明低电导率对电位分布和电流流向的影响不可忽视.还给出了球表面电位分布特征,这有利于脑电逆问题的研究以及对脑电位测量结果的解释.
地球物理学、天文学和天体物理学
基于多时间尺度分析的青藏铁路沿线土壤热流研究
李 磊, 沈永平, 张立杰
2005, 54 (4): 1958-1964. doi: 10.7498/aps.54.1958
摘要 +
根据青藏铁路沿线ANDUO(安多)、TTH(沱沱河)、NODA(那曲)站的土壤温度资料,应用积分求解土壤热流的方法,计算得到了1997年9月至1998年8月3个站点3个不同深度的土壤热流.基于多时间尺度分析方法,对土壤热流时间序列资料进行了研究,得出在不同时间尺度上土壤热流随时空变化的一些重要特征.