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Vol. 55, No. 1 (2006)

2006年01月05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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地球物理学、天文学和天体物理学
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领域
总论
氩晶体薄膜法向热导率的分子动力学模拟
吴国强, 孔宪仁, 孙兆伟, 王亚辉
2006, 55 (1): 1-5. doi: 10.7498/aps.55.1
摘要 +
结合卫星“微型核”的特点,研究电介质薄膜中的导热机理以及薄膜厚度对导热系数的影响.以结构较为简单、具有可靠势能函数,实验数据较为丰富和可靠的氩的(fcc)晶体为模型,采用平衡分子动力学方法(EMD)和各向异性非平衡分子动力学方法(NEMD)计算了氩晶体及其法向薄膜的热导率,并与实验结果进行比较.模拟结果表明,氩晶体纳米薄膜的热导率显著小于对应大体积晶体的实验值,具有明显的尺寸效应.在氩薄膜厚度为2.124—5.310nm的模拟范围内,薄膜的法向热导率随着薄膜厚度的增加而呈近似线性增加.
赤道东太平洋SST的海-气振子模型
林万涛, 林一骅, 莫嘉琪, 王 辉
2006, 55 (1): 6-9. doi: 10.7498/aps.55.6
摘要 +
研究了一个海-气振子的非线性耦合系统的模型.利用变分迭代原理,首先构造了相应的一组泛函.其次选取其Lagrange乘子.再用广义变分迭代方法得到了海-气振子模型一组解的近似序列.
Whittaker方程的场方法
葛伟宽
2006, 55 (1): 10-12. doi: 10.7498/aps.55.10
摘要 +
用场方法来求解Whittaker方程.将一个场变量取作为其余场变量和时间的函数并对这个函数建立基本偏微方程.如能求得它的完全积分,那么Whittaker方程的解可由解代数方程来得到.
双曲函数型辅助方程构造具5次强非线性项的波方程的新精确孤波解
套格图桑, 斯仁道尔吉
2006, 55 (1): 13-18. doi: 10.7498/aps.55.13
摘要 +
在辅助方程法的基础上利用两种函数变换和一种双曲函数型辅助方程,通过符号计算系统Mathematica构造了在力学当中一个重要的模型,有5次强非线性项的波方程的新三角函数型和双曲函数型精确孤波解.这种方法寻找其他具5次强非线性项的非线性发展方程的新精确解方面具有普遍意义.
在非简并参量放大系统中EPR佯谬的最佳实现
赵超樱, 谭维翰
2006, 55 (1): 19-23. doi: 10.7498/aps.55.19
摘要 +
利用非简并参量放大系统中Fokker-Planck 方程的解来推导实现EPR佯谬的条件. 数值模拟表明,当损耗k有限时,可以通过调整压缩度来获得EPR佯谬的最佳值.
基于半波片的偏振跟踪理论分析
马 晶, 戎亦文, 谭立英, 张光宇
2006, 55 (1): 24-28. doi: 10.7498/aps.55.24
摘要 +
分析了卫星量子密钥分配中采用半波片进行偏振跟踪的原理,通过旋转半波片实现对偏振“零”方向的跟踪.针对BB84协议和B92协议,给出了三组共轭基六个光子偏振态的变换关系式,分析了基于偏振跟踪的量子密钥编码原理.
复合混沌系统的非线性动力学行为分析
许海波, 徐 权, 曹鹤飞, 于津江
2006, 55 (1): 29-34. doi: 10.7498/aps.55.29
摘要 +
从理论上研究了由几个混沌系统复合而构成的新系统的非线性动力学特性和分岔序列.计算机仿真与理论计算结果表明,复合混沌系统具有混沌吸引子和对初值敏感性,并且有缺边现象产生.
实现混沌系统同步的非线性状态观测器方法
廖旎焕, 高金峰, 姚利娜
2006, 55 (1): 35-41. doi: 10.7498/aps.55.35
摘要 +
针对一类状态不能全部测量且含有不确定因素的混沌系统的同步问题,设计了一个带有控制器的非线性观测器.当系统的非线性项满足一定条件时,不论系统是处于平衡点、周期、拟周期、混沌或超混沌状态,都可使观测器的状态按照目标系统给定的轨道演化,并且是大范围内可同步的.计算机仿真结果表明了所提出方法的有效性.
混沌的乘法规律
许海波, 于津江
2006, 55 (1): 42-46. doi: 10.7498/aps.55.42
摘要 +
从理论上分析了几个混沌映射相乘的规律,提出了混沌相乘的思想.数值仿真与理论计算结果表明,几个混沌映射相乘仍然具有非线性动力学特性和分岔序列.并且具有混沌吸引子和对初值敏感性.混沌的乘法概念具有重要的理论意义和应用价值.
一个强、弱耗散功能可分隔系统中的特征激变
巢小刚, 戴 俊, 王文秀, 何大韧
2006, 55 (1): 47-53. doi: 10.7498/aps.55.47
摘要 +
报道一个由保守映象和耗散映象不连续、不可逆地分段描述的系统,以及在其中发生的一例特征激变.激变的独特之处在于逃逸孔洞.由映象的不连续、不可逆性而导致相平面中出现一个胖分形迭代禁区网,它使得一个混沌吸引子突然失稳而发生激变后出现的两个周期吸引子的吸引域边界成为点滴状.仅仅在每个周期点邻近存在这样的一个作为逃逸孔洞的、受到强耗散性支配和禁区边界限制的规则边界吸引域.
基于微分几何方法的永磁同步电动机的混沌运动的控制
韦笃取, 罗晓曙, 汪秉宏, 方锦清
2006, 55 (1): 54-59. doi: 10.7498/aps.55.54
摘要 +
永磁同步电动机(PMSM)在某些参数及工作条件下会出现混沌运动,这将危及电机传动系统的稳定运行,因此如何抑制或消除PMSM中的混沌成为保持其稳定性的关键问题.利用微分几何控制理论,首先从解析上推导出PMSM混沌运动控制律的表达式,然后对控制过程进行仿真.理论分析及数值仿真结果表明:该控制策略不仅行之有效,而且相对其他控制方法具有一定的优越性.研究结果对保证电机传动系统的稳定运行具有较好的参考价值.
一个描述合作网络顶点度分布的模型
张培培, 何 阅, 苏蓓蓓, 常 慧, 周月平, 何大韧, 周 涛, 汪秉宏
2006, 55 (1): 60-67. doi: 10.7498/aps.55.60
摘要 +
讨论一类社会合作网络以及一些与其拓扑结构相似的技术网络的度分布.建议一个最简化模型,通过解析的方法说明这些网络演化的共同动力学机理,而且说明顶点的度分布和项目度分布之间具有密切的一致关系,而项目所含的顶点数分布对度分布的影响较小;对模型的更一般情况进行数值模拟,说明上述结论具有一定的普遍性.这个模型显示这类广义的合作网络一般具有处于幂函数和指数函数这两种极端情况之间的度分布.简要介绍对一些实际合作网络做统计研究的结果,说明本模型的合理性.
X射线二极管时间特性研究
孙可煦, 江少恩, 易荣清, 崔延莉, 丁永坤, 刘慎业
2006, 55 (1): 68-75. doi: 10.7498/aps.55.68
摘要 +
研究X射线二极管(XRD)时间特性.XRD 是构成软X射线能谱仪的主要部件,它用于激光等离子体发射软X射线谱测量.实验利用激光聚变研究中心的200TW激光器(激光能量~6J,脉冲宽度~30fs)打金箔靶产生的X射线发射谱,用滤片(Al)-XRD探测系统测量,探测信号由高频电缆(SUJ-50-10)传输和宽带示波器(TDS694C和TDS6604B)记录.实验数据进行了线性拟合和比对分析.
Li2O-2B2O3熔体的物性研究
王凤平, 史秀梅, 王 强, 牛小娟, 李晨曦, 陆坤权
2006, 55 (1): 76-79. doi: 10.7498/aps.55.76
摘要 +
系统测量了四硼酸锂(Li2O-2B2O3)熔体的密度ρ、表面张力γ随着温度的变化规律,实验结果表明在1100K到1500K范围内Li2O-2B2O3高温熔体的密度和表面张力随着温度的升高均线性减小.通过实验数据拟合得出熔体密度与温度关系为ρ(T)=2.574—4.89×10-4T,熔点处Li2O-2B2O
纳米隧道结的制备和特性研究
刘庆纲, 胡小唐, 匡登峰, 胡留长, 郭维廉
2006, 55 (1): 80-83. doi: 10.7498/aps.55.80
摘要 +
结合对向靶直流磁控溅射技术、微电子光刻方法和原子力显微镜阳极氧化加工方法制备了实用的纳米钛-钛氧化线-钛隧道结,钛膜的厚度为3.02nm.钛氧化线的宽度为60.5nm,在室温下此隧道结的I-V曲线表现出明显的库仑阻塞效应.
基本粒子物理学与场
热核物质中基态关联修正下的单核子势和核子有效质量
陆广成, 李增花, 左 维, 罗培燕
2006, 55 (1): 84-90. doi: 10.7498/aps.55.84
摘要 +
以有限温度Brueckner-Hartree-Fock(BHF)方法为基础,利用质量算子的空穴线展开,计算了不同温度和密度下的核物质中单核子势和核子有效质量,特别是研究和讨论了基态关联效应和三体核力贡献对热核物质中单核子势的影响. 研究表明,基态关联和三体核力对单核子势的密度和温度依赖性均有重要影响. 基态关联导致的重排修正具有排斥性,大大减弱了低动量区域单核子势的吸引性,而且基态关联效应对单核子势的贡献随密度增大而增强,随温度升高而减弱. 三体核力对基态关联的影响是导致单核子势中重排项贡献减小. 在高密
核物理学
同位旋依赖的动量相关作用对同位旋分馏的影响随入射道条件的演化
邢永忠, 刘建业, 郭文军
2006, 55 (1): 91-97. doi: 10.7498/aps.55.91
摘要 +
由量子分子动力学通常应用的动量相关作用公式出发,引入同位旋自由度后得到了在量子分子动力学中可用于数值计算的同位旋依赖的动量相关作用.并用这个公式较系统地研究了在它的作用下,同位旋分馏比的入射道效应和它们的动力学机理.结果表明所有入射道能量、碰撞参数以及所有的丰中子碰撞系统中子-质子比和质量条件下动量相关作用的同位旋依赖性对同位旋分馏过程产生了重要的同位旋效应,然而它没有明显改变同位旋分馏比对于对称势灵敏的依赖性,即在考虑动量相关作用的同位旋自由度后同位旋分馏比仍是提取同位旋非对称核物质状态方程的灵敏探针.
微晶硅薄膜的结构及光学性质的研究
郜小勇, 李 瑞, 陈永生, 卢景霄, 刘 萍, 冯团辉, 王红娟, 杨仕娥
2006, 55 (1): 98-101. doi: 10.7498/aps.55.98
摘要 +
借助RF-PECVD辅助RTP技术,采用高沉积气压的技术路线制备了优质的微晶硅薄膜,并利用拉曼光谱、反射谱和透射谱分别研究了微晶硅的晶化率和光学性质.实验中发现微晶硅的吸收边出现了相对红移,此相对红移可归结于薄膜晶化率的提高和带尾态密度的降低.
原子和分子物理学
CH, NH和OH自由基基态与低激发态分子结构与势能函数
朱正和, 李 权
2006, 55 (1): 102-106. doi: 10.7498/aps.55.102
摘要 +
用电子相关耦合簇方法CCSD(T)和aug-cc-pVTZ基函数计算研究了CH, NH和OH自由基分子基态与低激发态的结构与势能函数,导出了分子的光谱数据.结果表明,CH, NH和OH自由基分子基态分别为X2Π,X3Σ和X2Π,基态与低激发态的势能函数均可用Murrell-Sorbie function来表达.CH自由基分子低激发态a4Σ-和6Σ-的绝热
高离化态Cu18+离子的双电子复合及共振转移激发过程的理论研究
符彦飙, 董晨钟
2006, 55 (1): 107-111. doi: 10.7498/aps.55.107
摘要 +
在准相对论理论框架下计算了Cu18+离子的双电子复合截面,分析了组态相互作用对截面的影响.基于这些数据,在冲量近似下,通过对靶原子中电子动量分布的卷积,进一步得到了Cu18+与H2碰撞过程中的共振转移激发截面,并与已有的实验结果作了比较,符合得很好.A
类氦离子的KLL双电子复合过程的相对论理论研究
张登红, 颉录有, 丁晓斌, 符彦飙, 董晨钟
2006, 55 (1): 112-118. doi: 10.7498/aps.55.112
摘要 +
在相对论多组态Dirac-Fock理论基础上,发展了计算双电子复合截面的程序.并以类锂C3+,Ar15+,Kr33+和U89+等离子为例,详细计算了共振双激发态1s2l2l′的辐射衰变率、Auger衰变率及相应的双电子复合截面.对于C4+,Arl6+和Kr34+离子的结果与已有的计算和实验结果都能很好地符合;对于U90+离子,则重点
发光层厚度变化的高效红色有机电致磷光器件
张晓波, 曹 进, 委福祥, 蒋雪茵, 张志林, 朱文清, 许少鸿
2006, 55 (1): 119-124. doi: 10.7498/aps.55.119
摘要 +
以铱配合物红色磷光体为掺杂剂,制备了基于TPBi材料的红色电致磷光器件,其结构为ITO/CuPc/NPB/TPBi:Btp2Ir(acac)/ TPBi/Alq/LiF/Al.取得了在x=0.62,y=0.35的色度下,效率最高达2.43cd/A;电流密度为20mA/cm2时,亮度431cd/m2;电流密度为400mA/cm2时,亮度4798 cd/m2的结果.讨论了不同的发光层厚度影响器件色度和
Rb原子磁光阱中囚禁原子数目与实验参数的依赖关系
王 谨, 詹明生, 江开军, 李 可
2006, 55 (1): 125-129. doi: 10.7498/aps.55.125
摘要 +
研究表明,Rb原子磁光阱中所囚禁的原子数目对囚禁光的光强和失谐量,回泵光的强度以及磁场梯度有很大的依赖关系.用二能级系统模型对囚禁原子数目随囚禁光的光强和失谐量的变化关系进行了预估,理论预测的结果与实验结果定性符合.实验结果也展示了囚禁原子数目随回泵光的强度和磁场梯度的变化关系,要定量解释这些实验结果则需要更复杂的理论模型.通过囚禁原子数目对实验参数依赖关系的研究,得到特定的实验参数,来获得最大数目的冷原子.
采用四根单模光纤束实现消逝波原子(或分子)波导的理论分析
印建平, 倪 赟
2006, 55 (1): 130-136. doi: 10.7498/aps.55.130
摘要 +
提出了一种利用四根亚微米单模光纤束实现冷原子(或冷分子)波导的新方案,计算了四光纤束内空心区域的消逝波光场及其光学囚禁势.研究表明这种蓝失谐的空心消逝波光场同样可用于实现冷原子(或冷分子)的激光波导,而且与传统的中空光纤原子波导方案相比,不仅简单方便,造价低廉,而且更容易实现冷原子物质波的高效单模波导.
四氯乙烯的同步辐射光电离研究
黄超群, 卫立夏, 杨 斌, 齐 飞, 马 靖, 丁 蕾, 顾学军, 郑海洋, 方 黎, 张为俊
2006, 55 (1): 137-141. doi: 10.7498/aps.55.137
摘要 +
利用VUV同步辐射光源和反射式飞行时间质谱仪,在超声冷却条件下对四氯乙烯(C2Cl4)进行了光电离研究,通过测量各离子的光电离效率(PIE)曲线,得到了C2Cl4的电离势IP(C2Cl4) =(9.36±0.05)eV及C2Cl4光解离碎片离子C2Cl3+,C
Mn/GaAs(001)的表面再构与Mn的磁矩研究
张立新, 王恩哥
2006, 55 (1): 142-147. doi: 10.7498/aps.55.142
摘要 +
通过第一性原理计算,系统地研究了Mn/GaAs(001)表面的各种再构和相应的局域电子态密度分布,以及表面上Mn的磁矩与各种再构间的对应关系.结果发现,Mn的行为类似电荷施主,将向GaAs表面提供电子,数量依表面的需求而定;直接与Mn的磁矩相联系的d轨道,既可以向GaAs表面施予电子,以弥补Mn的s电子的不足,又可以吸纳因GaAs表面饱和而富余的s电子.这些概念可有效地简化对金属引起的半导体表面再构的理论描述.
电子束光刻的邻近效应及其模拟
孙 霞, 尤四方, 肖 沛, 丁泽军
2006, 55 (1): 148-154. doi: 10.7498/aps.55.148
摘要 +
用Monte Carlo方法模拟和分析了电子束光刻中限制其分辨率的主要因素——邻近效应的影响.分析了入射电子束的形状、入射电子的能量、衬底材料和厚度对邻近效应大小的影响,并与实验结果进行了比较,发现模拟结果与实验结果符合得很好.分析表明高斯分布的电子束比理想电子束的邻近效应大;衬底原子序数越大,衬底越厚,入射电子束能量越低,邻近效应越大.
高分子锚定的流体膜
郭坤琨, 邱 枫, 张红东, 杨玉良
2006, 55 (1): 155-161. doi: 10.7498/aps.55.155
摘要 +
将高分子自洽平均场理论和膜弹性理论结合起来研究高分子锚定流体膜体系,得到了高分子链热力学平衡浓度的分布和膜的形状.由于膜对高分子的不可穿透性,造成高分子可以实现的构象受到限制,导致高分子对膜施加不均匀的熵压,从而锚定点附近的膜弯离高分子,这些结果符合前人的理论分析和蒙特卡罗模拟的结果.此外,考察了膜和高分子链段之间的相互作用,高分子链长以及膜的弯曲刚性、张力对膜形变的影响.
价键优选法:二、三周期小团簇的理论研究
何春龙, 袁 喆, 申旭阳, 许雅歌, 李家明
2006, 55 (1): 162-170. doi: 10.7498/aps.55.162
摘要 +
使用价键优选法,在较小的计算量下,系统地得到了二、三周期元素团簇体系(直到四原子为止)关键结构的性质.还能得到团簇从双原子到四原子的演化过程.对所有团簇的电子结构进行分析,可以理解特定元素的四原子团簇出现Td立体结构的原因.更加有趣的是,通过较小团簇结合能和对应元素单质宏观性质( 熔点、沸点等)的相应变化关系,能够理解在熔解、沸腾过程中关键结构的作用.
MgmBn(m=1,2;n=1—4)团簇结构与性质的密度泛函理论研究
马 军, 陈玉红, 张材荣
2006, 55 (1): 171-178. doi: 10.7498/aps.55.171
摘要 +
用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G基组水平上对MgmBn(m=1,2;n=1-4)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的振动特性、电离势、成键特性、极化率和超极化率等性质进行了理论研究.结果表明,团簇的最稳定结构大多是平面结构,团簇的稳定结构中通常是几个呈负电性的B原子形成一个负电中心,而其他B原子和Mg原子通常处在端位,且显正电性;团簇中通常是B-B键和B-Mg键共存,极少出现Mg-Mg键,
唯象论的经典领域
周期性层状铁氧体-电介质复合材料中导模模式的有效负折射率
赵天恩, 伍瑞新, 杨 帆, 陈 平
2006, 55 (1): 179-183. doi: 10.7498/aps.55.179
摘要 +
运用等效传输线法研究了周期性层状铁氧体-电介质/金属复合材料导模模式的有效折射率.通过对复合材料导模模式的色散特性和有效折射率的分析和计算,发现负折射率只能出现在TE模式激励下的某一频带内.在负折射率频带内的电磁损耗与复合材料中介电材料的性质密切相关,减小介电损耗可以有效降低复合材料的损耗,但过分小的介电损耗则会导致负折射率的消失.
光纤激光器阵列相干合成中的位相探测与校正方法研究
肖 瑞, 侯 静, 姜宗福
2006, 55 (1): 184-187. doi: 10.7498/aps.55.184
摘要 +
介绍一高速的位相检测与控制方法,可以对高功率光纤激光器阵列中每一路信号光波的位相进行实时探测与控制,从而使整个系统达到锁相输出的目的.以一路信号光为例,给出该方法的实验研究结果,从中可以看出,闭环控制的结果,可以将该信号光的位相稳定在一设定的静态工作点上.
晶格数目对面心立方结构光子晶体带隙的影响
李 蓉, 程 阳, 崔丽彬, 朱 峰, 周 静, 刘大禾, 刘 守, 张向苏
2006, 55 (1): 188-191. doi: 10.7498/aps.55.188
摘要 +
对晶格数目对面心立方结构光子晶体带隙的影响进行了详细的实验研究.用不同厚度的材料制作面心立方结构光子晶体,并测量了其禁带的光谱特性.得到了对实际应用有指导作用的规律.一个可实际应用的光子晶体至少应有50个晶格.
Tavis-Cummings模型中原子运动时光场的非经典特性
王忠纯
2006, 55 (1): 192-196. doi: 10.7498/aps.55.192
摘要 +
用全量子理论研究了原子运动时双原子Tavis-Cummings模型中光场的非经典特性. 分析了原子的运动、光场的初态和谐振腔的腔模结构对光场的压缩和反聚束效应的影响.
放电管口径对紫外铜离子激光下能级消激励的影响
陈 钢, 潘佰良, 毛邦宁, 夏婷婷, 姚志欣
2006, 55 (1): 197-201. doi: 10.7498/aps.55.197
摘要 +
从纵向纳秒脉冲放电的铜离子紫外激光动力学机理出发,得到了激光上、下能级形成粒子数反转所需的必要条件,理论分析了其功率随放电管孔径减小而迅速增加的实验现象,指出放电管孔径的减小能够有效抑制激光下能级辐射俘获的发生,从而提高了激光下能级的排空速率,使得激光功率增加.
高重复率脉冲放电金属蒸气激光中电泳对金属蒸气分布的影响
夏婷婷, 钟建伟, 毛邦宁, 陈 钢, 姚志欣, 潘佰良
2006, 55 (1): 202-205. doi: 10.7498/aps.55.202
摘要 +
建立了一个理论模型描述了高重复率脉冲放电金属蒸气激光中的电泳动力学过程.得到了稳态和瞬态时金属蒸气密度扩散方程的解析表达式.分别计算了高重复率脉冲放电的He-Sr+和He-Cd+激光在不同时刻金属蒸气密度的轴向分布过程.结果表明,在放电开始后约2s内即可在阴极区建立起相当均匀的轴向金属蒸气密度分布,从而确保了电泳式金属蒸气激光的稳定输出特性.
荧光标记微管的光敏断裂及机理
刘春香, 郭红莲, 李兆霖, 降雨强, 张道中, 徐春华, 袁 明
2006, 55 (1): 206-210. doi: 10.7498/aps.55.206
摘要 +
荧光标记的微管经激发光照射会引起微管的断裂,但其断裂过程及机理并不清楚.通过光镊研究了微管光敏断裂的动态过程.实验结果表明组成微管的原丝并不是同时断裂的,而是相继断裂最终导致微管的断裂.经过一系列生物学实验,确定了活性氧中的自由基是造成微管光敏断裂的主要因素.根据光镊研究的结果推测了自由基作用于微管的机理.
基于单端半导体光放大器的可调谐超短光脉冲源理论与实验研究
徐 帆, 张新亮, 刘德明, 黄德修
2006, 55 (1): 211-216. doi: 10.7498/aps.55.211
摘要 +
超短光脉冲源是光时分复用(OTDM)系统中的关键器件.提出了一种基于单端半导体光放大器(SOA)的注入型主动锁模光纤激光器产生超短光脉冲的方案,建立了该方案的理论模型.实验实现了高消光比稳定的重复频率10—40GHz皮秒级光脉冲的输出,输出波长在30nm范围内连续可调.
飞秒激光对氟化镁烧蚀机理研究
李成斌, 贾天卿, 孙海轶, 李晓溪, 徐世珍, 冯东海, 王晓峰, 葛晓春, 徐至展
2006, 55 (1): 217-220. doi: 10.7498/aps.55.217
摘要 +
用扫描电镜(SEM)研究了氟化镁在800nm超短脉冲激光作用下的单枪表面烧蚀形貌.根据烧蚀斑面积与激光脉冲能量间的对数关系,测得烧蚀阈值与激光脉宽的关系曲线(55—750fs).计算了导带电子的双光子吸收,改进了多速率方程模型,很好地解释了实验结果.
应用双光子共振非简并四波混频测量Ba原子里德伯态
孙 江, 郭庆林, 王英龙, 怀素芳, 王 颖, 左战春, 傅盘铭
2006, 55 (1): 221-225. doi: 10.7498/aps.55.221
摘要 +
使用具有中间态的双光子共振非简并四波混频(NFWM)测量了Ba原子J=0和J=2的偶宇称里德伯线系,与现代实验方法不同,本方法是纯光学的方法,其光路简单,检测的是相干光,而不是电子或离子信号.当用窄带宽的激光时,本技术对里德伯能级的窄光谱结构可以获得消多普勒的分辨率.
可调谐一维特异材料(Metamaterial)的微波传输性质
王素玲, 张冶文, 赫 丽, 李宏强, 陈 鸿
2006, 55 (1): 226-229. doi: 10.7498/aps.55.226
摘要 +
利用变容二极管制作了可调谐一维左右手组合材料.并对其进行了传输系数测量.实验发现当电压升高时,左手通带将向高频方向移动,而禁带的终止频率保持不变.基于微波传输线理论,给出了这种左右手组合材料的色散方程,实验曲线与理论曲线能够很好地符合.
三维光子晶体典型结构完全禁带的最佳参数理论分析
刘 欢, 姚建铨, 李恩邦, 温午麒, 张 强, 王 鹏
2006, 55 (1): 230-237. doi: 10.7498/aps.55.230
摘要 +
基于平面波展开法,理论分析了晶格结构、填充率、介电常数比等因素对fcc,diamond,woodpile三种三维光子晶体典型结构完全禁带的影响.三种结构中,fcc结构由于高对称性导致的能级简并,只适用于密堆积排列的反蛋白石结构;diamond结构非常容易产生高带隙率的完全禁带,并且可以通过调节多项参数得到所需的完全禁带;woodpile结构参数调节范围比较宽,为实验制备带来方便.对于不同的三维光子晶体结构,随着介电常数比的增大,完全禁带的宽度和带隙率也会随着增大.还发现了一些以前未引起注意的现象.
空气孔正方形排列的低损耗高双折射光子晶体光纤的数值模拟
邢光龙, 周桂耀, 李曙光, 侯蓝田
2006, 55 (1): 238-243. doi: 10.7498/aps.55.238
摘要 +
提出了一种正方形排列渐增空气孔高双折射光子晶体光纤,并利用多极方法对光纤基模的模场分布、色散、双折射以及损耗特性进行了数值模拟.模拟结果表明利用这种结构可以在包层空气孔层数较少的情况下实现极低的限制损耗,通过调节内层空气孔的分布可以有效地控制光纤的双折射和色散特性.本结果对高双折射光子晶体光纤的制备具有一定的指导意义.
无干涉条纹的光谱位相相干直接电场重构法
雷 亮, 文锦辉, 焦中兴, 寿 倩, 吴 羽, 刘鲁宁, 赖天树, 林位株
2006, 55 (1): 244-248. doi: 10.7498/aps.55.244
摘要 +
提出一种新的诊断飞秒脉冲振幅与位相的高精度测量方法.该方法发展了传统的SPIDER方法,保留了原方法对脉冲信息可以实时、有效和全面地测取的优点,并能克服其不能测量脉宽较大或位相信息复杂的脉冲的缺点.在新方法中和频后的脉冲对没有相对延时,形成无干涉条纹的剪切干涉图.在调节一个小量延时于某些特定值,可去掉剪切干涉图的歧义性.给出数值模拟结果,证明此方法无需经过傅里叶变换滤波,可直接由干涉图唯一地提取出脉冲的振幅与位相信息.
基于超长周期光纤光栅的高灵敏度扭曲传感器
饶云江, 莫秋菊, 朱 涛
2006, 55 (1): 249-253. doi: 10.7498/aps.55.249
摘要 +
利用高频CO2激光脉冲写入的周期达数毫米的超长周期光纤光栅(ULPFG),实验研究了这种新型ULPFG的扭曲特性,发现它的某些高阶谐振波长漂移与扭曲率之间具有良好的线性关系和方向相关性,其灵敏度可达0.2244nm/(rad/m),是高频CO2激光脉冲写入法写入的普通LPFG扭曲灵敏度的4倍.初步的理论分析表明,新型ULPFG横截面折变的非对称性以及导模与高阶包层模之间发生的耦合使得扭曲具有方向相关性和很高的灵敏度.基于这种ULPFG独特的扭曲特性,设计了一种可
InGaAs/InAlAs多量子阱脊形波导及定向耦合器光波特性准矢量分析
肖金标, 马长峰, 张明德, 孙小菡
2006, 55 (1): 254-260. doi: 10.7498/aps.55.254
摘要 +
提出了一种基于级数展开的三维准矢量束传播法(SE-QV-BPM)用以分析由InGaAs/InAlAs多量子阱构成的脊形光波导及定向耦合器.结果表明,刻蚀深度相同时,TM模比TE模在水平方向限制强,且TM模的模场在波导角上出现畸变;波导间距相同时,定向耦合器TM波的耦合长度大于TE波的耦合长度,对偏振态敏感.分析获得了浅/深刻脊形光波导承载的准矢量TE/TM基模、定向耦合器承载的TE/TM偶/奇模的模场分布及其有效折射率,模拟了光场在定向耦合器中的传输演变情况.另外,SE-QV-BPM导出矩阵小,计算效率高
超低压选择区域生长法制备产生10GHz重复率超短光脉冲的级联电吸收调制器与分布反馈激光器单片集成光源
周光涛, 伍 剑, 赵 谦, 潘教青, 张 靖, 周 帆, 王宝军, 王鲁峰, 王 圩
2006, 55 (1): 261-266. doi: 10.7498/aps.55.261
摘要 +
采用超低压(22×102Pa)选择区域生长(selective area growth, SAG)金属有机化学气相沉积(metal-organic chemical vapor deposition, MOCVD)技术成功制备了InGaAsP/InGaAsP 级联电吸收调制器(electroabsorption modulator, EAM)与分布反馈激光器(distributed feedback laser, DFB)单片集成光源的新型光电器件.实验结果表明,采用该技术制备的器件
声诱导电磁场的赫兹矢量表示与多极声电测井模拟
关 威, 胡恒山, 储昭坦
2006, 55 (1): 267-274. doi: 10.7498/aps.55.267
摘要 +
在假设声场不受电磁场影响的前提下,将Pride声电耦合方程组化为具有电流源的麦克斯韦方程组.与空间位置固定的电流源产生的电磁场不同,孔隙地层中声波诱导的电磁场是由空间波动的电流源产生的.通过引入赫兹矢量,将求解麦克斯韦方程组问题转化为求解关于赫兹矢量的非齐次矢量赫姆霍兹方程组.通过求解该方程组,得出电磁场表达式.利用此方法,针对声电效应测井,分别计算了由单极声源、偶极声源、四极声源激发的井内声场及其诱导电磁场的全波波形.
遗传算法在二维声子晶体带隙优化中的应用
钟会林, 吴福根, 姚立宁
2006, 55 (1): 275-280. doi: 10.7498/aps.55.275
摘要 +
运用自适应遗传算法对二维声子晶体的带隙宽度进行优化设计,并与平面波展开法相结合,研究了由正方形排列的铅-环氧树脂构成的声子晶体的带隙宽度优化问题,发现自适应遗传算法可以有效地搜索到具有较宽完全声子带隙的优化单胞形式.
流体、等离子体和放电
EAST装置等离子体放电位形快速识别研究
罗家融, 王华忠, 李 翀, 黄勤超
2006, 55 (1): 281-286. doi: 10.7498/aps.55.281
摘要 +
为了适应超导托卡马克装置EAST位形控制运行模式的需要,研究了等离子体放电位形快速识别算法,给出了等离子体放电位形重建的模拟计算结果,并与美国GA平衡反演程序EFIT计算的平衡结果进行了详细的误差对比分析.结果表明,通过外部磁测量和合适的电流剖面模型,并结合实时平衡重建算法可以快速地对EAST等离子体放电位形进行识别.
吸积盘的X射线辐射对周围星际物质的离化研究
赵 刚, 王 薇, 张 杰
2006, 55 (1): 287-293. doi: 10.7498/aps.55.287
摘要 +
利用辐射流体力学程序对三倍频纳秒激光与靶物质相互作用进行了模拟研究,得到了可以产生黑体辐射谱分布的激光等离子体X射线辐射靶的最佳厚度;数值模拟研究了黑体谱分布的X射线辐射场对等离子体系统平均离化度分布的影响,它有助于深入理解天体物理中吸积盘对它周围星际物质的离化影响.
托卡马克等离子体中内部磁扰动的测量研究
郑永真, 齐昌炜, 丁玄同, 郦文忠
2006, 55 (1): 294-298. doi: 10.7498/aps.55.294
摘要 +
热等离子体中内部磁扰动水平可以由逃逸电子输运来确定,逃逸电子输运采用扰动实验和稳态实验等四种不同方法较容易获得某些局域的逃逸扩散系数,首先利用等离子体快速移动实验,测量孔栏上硬X射线通量的变化,获得边缘扩散系数;第二,由微波辐射强度和硬X射线通量(HXR)信号的锯齿振荡的峰值延迟时间得到径向位置某处到孔栏之间平均扩散系数;第三,软X射线(SXR)强度和HXR通量的信号的锯齿振荡的峰值延迟时间给出等离子体芯区外的径向平均扩散系数;第四,由来自孔栏上HXR韧致辐射谱求得逃逸电子平均能量,继而得到逃逸约束时间,
空气中激光等离子体通道的荧光探测和声学诊断两种方法的比较实验研究
俞 进, 臧充之, 郝作强, 张 杰, 张 喆, 金 展, 王兆华, 魏志义, 仲佳勇
2006, 55 (1): 299-303. doi: 10.7498/aps.55.299
摘要 +
使用荧光探测和声学诊断两种方法,对超强飞秒激光脉冲在空气中传输形成的等离子体通道同时进行了测量.两种方法都很好地反映了等离子体通道的演化过程.对两种方法的比较研究发现,声学诊断相对于荧光探测方法来说,具有较高的灵敏度和空间分辨能力,实验装置也更简单,更适宜于等离子体通道的常规测量.
次稠密等离子体对激光与锥形靶相互作用的影响
刘占军, 郑春阳, 曹莉华, 李 斌, 朱少平
2006, 55 (1): 304-309. doi: 10.7498/aps.55.304
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利用三维粒子模拟程序模拟了强激光在锥形靶内的传播情况.发现锥内次稠密等离子体的存在使激光在锥顶部的最大聚焦强度有所降低,产生的相对论电子的最大能量和数目增加.激光在锥壁激发起强的电流和磁场,次稠密的存在还使锥内产生强的准静态磁场,磁场的存在使相对论电子速度分布在垂直激光传播方向上表现出各向同性.
超强短脉冲激光在不同密度分布等离子体中的自聚焦
郑春阳, 王伟民
2006, 55 (1): 310-320. doi: 10.7498/aps.55.310
摘要 +
讨论高斯型强激光束在具有初始柱对称密度分布的低密度冷等离子体中传播时,等离子体密度分布的不同对激光自聚焦的影响.推导出可以判断更有利于自聚焦发生的评价函数,这样通过比较不同密度分布的评价函数值就可以判断哪种密度分布更有利于自聚焦的发生.为了说明这种方法的有效性,对评价函数进行分析得出:在相同的激光场中等离子体柱的轴心密度给定时(以激光的光轴为轴),离轴越远的地方密度越大及密度变化越陡,自聚焦越容易发生;相对论效应与有质动力共同作用比相对论的单独作用,自聚焦更容易发生.数值模拟证实了评价函数能准确的预测在不
W波段回旋行波管放大器的模拟与设计
刘濮鲲, 来国军
2006, 55 (1): 321-325. doi: 10.7498/aps.55.321
摘要 +
回旋行波管放大器是高功率毫米波雷达发射系统最重要的候选者.通过对回旋行波管放大器中的绝对不稳定性、回旋返波振荡以及电子注-波互作用的研究,讨论了回旋行波管的稳定性、寄生模式的抑制和工作参数的优化等问题,给出了W波段TE01模回旋行波管放大器的模拟设计结果.PIC粒子模拟结果表明,在电子注电压100kV、电流10A、工作磁场3.52T时,94GHz的基波回旋行波管放大器可获得大于250kW的输出功率、40dB的增益、大于25%的效率和约5%的带宽.
靶结构对激光等离子体动量耦合系数的影响
郑志远, 张 杰, 郝作强, 张 喆, 鲁 欣, 王兆华, 魏志义, 远晓辉
2006, 55 (1): 326-330. doi: 10.7498/aps.55.326
摘要 +
强激光与靶相互作用产生的等离子体可以作为一种新型的推进源.就强激光与靶相互作用过程中,靶结构对激光等离子体动量耦合系数的影响进行了研究.结果表明,相对于无约束的平面靶,坑靶将动量耦合系数提高了5倍,而约束的平面靶将动量耦合系数提高了10倍以上.分析发现,对等离子体的有效约束是提高动量耦合系数的主要原因.
多针电晕增强大气压辉光放电稳定性研究
齐 冰, 任春生, 马腾才, 王友年, 王德真
2006, 55 (1): 331-336. doi: 10.7498/aps.55.331
摘要 +
利用多针电晕增强放电装置,在无气流和存在高速气流的情况下都得到了稳定的大气压辉光.通过纪录发光图片、电流-电压波形和伏安特性曲线的方法对影响放电稳定性的因素做了细致地研究,发现了在从电晕放电到辉光放电的过程中存在着过渡阶段,表现为出现带有直流成分的Trichel脉冲.气流速度、极板间距以及针尖锥度和凹坑曲率半径的匹配程度都对放电的稳定性和电流密度有着重要的影响.
激光脉冲在气体中产生的离化波前的演化及其对光脉冲传播的影响
陈 民, 盛政明, 张 杰
2006, 55 (1): 337-343. doi: 10.7498/aps.55.337
摘要 +
利用带离化子程序的一维粒子模拟程序,对光脉冲与离化波前的相互作用进行了模拟研究,讨论了在原子多度电离的情况下光脉冲与离化波前的相互作用关系.研究表明,由于原子各级离化势的不连续性使得离化波前在空间上出现平台区;离化过程导致激光频率发生蓝移,这个蓝移又对脉冲形状产生调制,使脉冲前沿呈阶跃型增长;阶跃型的光脉冲包络使离化波前的平台区变短,直至整个离化波前分为几个不同梯度的区域.还讨论了不同元素和不同密度的气体中产生的离化波前的特点.同时分析了光脉冲频率随传播距离的关系,指出由于光脉冲宽度的增加,将导致出射的光
一种新型大气压毛细管介质阻挡放电冷等离子体射流技术
孙 姣, 张家良, 王德真, 马腾才
2006, 55 (1): 344-350. doi: 10.7498/aps.55.344
摘要 +
介绍一种结构设计简单、操作运行方便的新型毫米量级大气压冷等离子体射流发生技术.这种射流可以在大气压条件下,利用多种工作气体(如Ar,He,N2),通过毛细管介质阻挡放电(DBD)的方式实现.使用频率为33kHz,峰值电压为1—12kV的双向脉冲电源,利用Ar,He,N2等工作气体,在毛细管内形成了稳定的冷等离子体射流.放电区域的光辐射空间分布利用商用CCD摄像机记录,从中研究放电形态和空间分布,观察到了在DBD区域的流动气体放电和在毛细管出口处形成的等离子体射流
高能等离子体辅助CVD法新型纳米碳膜的制备及分析
戈 敏, 沈曾民, 范松华, 张谷令, 杨思泽, 杨武保
2006, 55 (1): 351-356. doi: 10.7498/aps.55.351
摘要 +
利用自制高能等离子体辅助化学气相沉积设备在1Cr18Ni9Ti衬底上,在离子能量2keV、工作压力2Pa、工作气氛为CH4/H2=10%的工艺条件下得到了一种硬度高、导电性能良好、可能具有碳链结构的新型碳膜.工艺研究结果表明,衬底材料对制备该新型纳米碳膜具有关键作用,离子能量、工作压力及气氛等工艺因素也具有重要作用.原子力显微镜分析结果表明,该薄膜晶粒尺寸小于100nm,薄膜光滑、致密、均匀.拉曼光谱分析显示,该薄膜的拉曼光谱特征为中心峰在1580cm
空气中激光等离子体通道导电性能的研究
张 喆, 张 杰, 李玉同, 郝作强, 郑志远, 王兆华, 远晓辉
2006, 55 (1): 357-361. doi: 10.7498/aps.55.357
摘要 +
超强飞秒激光在大气中传输时,可以形成很长的等离子体通道.对通道电阻率和测量电极与等离子体通道间的接触电阻进行了测量,并对影响等离子体通道电阻率的主要因素进行了研究分析.提出减小等离子体通道电阻的方案.
大气压氩气介质阻挡放电中的四边形斑图和六边形斑图
董丽芳, 李树锋, 刘 峰, 刘富成, 刘书华, 范伟丽
2006, 55 (1): 362-366. doi: 10.7498/aps.55.362
摘要 +
在大气压氩气介质阻挡放电中,研究了斑图形成随放电条件的变化.观察到随电压的增加,斑图经历六边形—四边形—具有辉光背景的四边形—具有辉光背景的六边形的转变过程.其空间波长与放电丝密度也随之改变.在一定的放电条件下,斑图涌现出辉光背景,此时空间波长与放电丝密度保持不变,但放电丝每半周期放电脉冲数由一次变为两次.
凝聚物质:结构、热学和力学性质
半掺杂Sm0.5Ca0.5MnO3体系的电荷有序和再入型自旋玻璃行为
王仕鹏, 张金仓, 曹桂新, 俞 坚, 敬 超, 曹世勋
2006, 55 (1): 367-371. doi: 10.7498/aps.55.367
摘要 +
研究了半掺杂锰氧化物Sm0.5Ca0.5MnO3体系的结构、输运和磁特性,结果表明,在半掺杂情况下,该体系呈现O′类正交结构,表明体系存在典型的Jahn-Teller效应畸变;输运结果在整个测量温区均呈现半导体导电行为,没有出现金属-绝缘体(M-I)转变和CMR效应;电荷有序转变发生在T=270K左右,反铁磁转变温度出现在200K附近,且表现出典型的再入型自旋玻璃(spin-glass)行为,自旋玻璃转变温度TSG在4
面心立方晶体外延膜沉积生长中失配位错的结构与形成过程
杜丹旭, 周耐根, 周 浪
2006, 55 (1): 372-377. doi: 10.7498/aps.55.372
摘要 +
用分子动力学方法对5%负失配条件下面心立方晶体铝薄膜的原子沉积外延生长进行了三维模拟.铝原子间的相互作用采用嵌入原子法(EAM)多体势计算.模拟结果再现了失配位错的形成现象.分析表明,失配位错在形成之初即呈现为Shockley扩展位错,即由两个伯格斯矢量为〈211〉/6的部分位错和其间的堆垛层错组成,两个部分位错的间距、即层错宽度为1.8 nm,与理论计算结果一致;外延晶体薄膜沉积生长中,位错对会发生滑移,但其间距保持稳定.进一步观察发现,该扩展位错产生于一种类似于“局部熔融-重结晶”的表层局部无序紊乱-
Cu-Zr-Ti系Cu基块体非晶合金的形成和成分优化
王 清, 羌建兵, 夏俊海, 林 哲, 张新房, 董 闯, 王英敏
2006, 55 (1): 378-385. doi: 10.7498/aps.55.378
摘要 +
利用与团簇相关的变电子浓度判据研究了过渡金属Cu-Zr-Ti系中Cu基块体非晶合金的形成区域和成分特征.据此判据在Cu-Zr-Ti系相图中确定出三条特殊的成分线,(Cu9/13Zr4/13)100-xTix,(Cu0.618Zr0.382)100-xTix和(Cu0.56Zr0.44)
温度对单壁碳纳米管端口结构的影响
陈 伟, 罗成林
2006, 55 (1): 386-392. doi: 10.7498/aps.55.386
摘要 +
利用紧束缚势分子动力学模拟方法,研究了温度在2000—3500 K之间单壁碳纳米管端口结构的变化趋势.研究表明,温度对整个管端口结构起关键作用,计算表明温度在3000K和3500K下碳管两端口在15ps时间尺度内依次闭合,温度高易于使理想单壁碳管端口封闭,且端口封闭导致碳管系统能量的降低.由于Armchair型碳纳米管与相同半径的Zigzag型碳纳米管相比有相对低的应力能,导致Armchair型碳纳米管更易形成端口封闭的结构.
fcc金属层错能的EAM法计算
张建民, 吴喜军, 黄育红, 徐可为
2006, 55 (1): 393-397. doi: 10.7498/aps.55.393
摘要 +
采用嵌入原子法(EAM)计算了Cu,Ag,Au,Ni,Al,Rh,Ir,Pd,Pt和Pb等10种面心立方(fcc)金属的层错能,除Rh和Ir两种金属外,其他金属的计算结果和实验结果基本一致.
强流脉冲离子束辐照靶材烧蚀效应二维数值研究
宫 野, 刘金远, 王晓钢, 刘 悦, 马腾才, 吴 迪
2006, 55 (1): 398-402. doi: 10.7498/aps.55.398
摘要 +
对强流脉冲离子束(IPIB)辐照Ti靶的烧蚀效应进行了二维数值研究.得到了表面烧蚀物质随脉冲时间的变化关系.得出TEMP Ⅱ 型加速器产生的脉冲束流辐照靶材时引起的汽、液化均是从表面开始、并且汽化过程中表面物质被层层烧蚀的结论.同时,得到中心区的平均烧蚀速度为10m/s 数量级,它远小于产生的烧蚀等离子体的喷发速度.得到脉冲期间靶材内部不同位置烧蚀斑痕形状的时间演化过程,以及束流中含有的离子种类分额不同时IPIB辐照过程产生的不同效果.
SiGe HBT大信号等效电路模型
胡辉勇, 张鹤鸣, 吕 懿, 戴显英, 侯 慧, 区健锋, 王 伟, 王喜嫒
2006, 55 (1): 403-408. doi: 10.7498/aps.55.403
摘要 +
基于SiGe HBT(异质结双极晶体管)的物理模型,建立了描述SiGe HBT的大信号等效电路模型.该等效电路模型考虑了准饱和效应和自热效应等,模型分为本征和非本征两部分,物理意义清晰,拓扑结构相对简单.该模型嵌入了PSPICE软件的DEVEO(器件方程开发包)中.在PSPICE软件资源的支持下,利用该模型对SiGe HBT器件进行了交直流特性模拟分析,模拟结果与理论分析结果相一致,并且与文献报道的结果符合较好.
固溶处理对Al-Cu合金中Portevin-Le Chatelier效应空域行为的影响
江慧丰, 张青川, 徐毅豪, 伍小平
2006, 55 (1): 409-412. doi: 10.7498/aps.55.409
摘要 +
研究了在定加载速率拉伸条件下,固溶处理对Al-Cu合金材料中PLC(Portevin-Le Chatelier)效应空域行为的影响.在较低拉伸速率时,变形初期PLC变形带在试件宽度方向中央附近某点处“成核”.随着变形的继续,出现多带共存的现象.且带宽较小,带与拉伸轴向的夹角较大.在较大拉伸速率条件下,PLC变形带先连续传播,再随机出现.
面心立方(001)方向AB合金薄膜表面层的有序无序相变
倪 军, 潘江陵
2006, 55 (1): 413-418. doi: 10.7498/aps.55.413
摘要 +
采用平均场近似方法对两组元面心立方合金薄膜的有序无序相转变过程进行模拟计算,结果表明,合金薄膜的有序无序相变受薄膜层数奇偶性的影响.薄膜层数奇偶性不同,会导致薄膜具有不同的相结构和热力学性质.在弱表面偏析作用下,对于偶数层薄膜,由于薄膜边界对称性破缺,对应体组分x=0.5的化学势区间,偶数层薄膜有序无序相变过程中出现了中间温度相和浸润现象.而奇数层薄膜的有序无序相变类似体材料的相变.在强表面偏析作用下,由于受表面偏析作用和有限尺寸效应影响,对应体组分x=0.5的化学势区间,奇数层薄膜中出现AB(AB)
深过冷Ni-15%Sn合金熔体表面张力研究
熊予莹, 代富平, 魏炳波, 张蜡宝
2006, 55 (1): 419-423. doi: 10.7498/aps.55.419
摘要 +
在电磁悬浮下实现了Ni-15%Sn合金的深过冷,最大过冷度为265K(0.16TL),结合悬浮液滴振荡法实验测定了Ni-15%Sn合金在1368—1915K范围内的表面张力.实验表明,在所测量温度范围内,表面张力随温度增加,连续线性递减,函数关系式为σNi-15%Sn=1316.7—1.01(T-TL)mN/m.根据表面张力的实验数据,理论计算了该合金的黏度系数和扩散系数,并在此基础上研究了合金的扩散激活能ED和黏液活
非均匀基底上三维薄膜生长的模拟研究
陆杭军, 吴锋民
2006, 55 (1): 424-429. doi: 10.7498/aps.55.424
摘要 +
考虑原子在基底表面的扩散、沿岛周界的扩散和不同层间的扩散以及非均匀基底上表面吸附能分布的各向异性,建立起非均匀基底表面上原子扩散和三维薄膜生长的动力学蒙特卡罗模型.模拟得到在不同生长条件下出现的层状生长、岛状生长和混合生长三种生长模式和相应的多层薄膜生长形貌图.通过统计三维薄膜中原子在各层的分布,计算薄膜的表面粗糙度,得到薄膜生长模式与生长条件之间的关系.
退火温度对ZnO薄膜结构和发光特性的影响
孙成伟, 刘志文, 张庆瑜
2006, 55 (1): 430-436. doi: 10.7498/aps.55.430
摘要 +
采用反应射频磁控溅射法在 Si(100)基片上制备了高c轴择优取向的ZnO薄膜,研究了退火温度对ZnO薄膜的晶粒尺度、应力状态、成分和发光光谱的影响,探讨了ZnO薄膜的紫外发光光谱和可见发光光谱与薄膜的微观状态之间的关系.研究结果显示,在600—1000℃退火温度范围内,退火对薄膜的织构取向的影响较小,但薄膜的应力状态和成分有比较明显的变化.室温下光致发光光谱分析发现,薄膜的近紫外光谱特征与薄膜的晶粒尺度和缺陷状态之间存在着明显的对应关系;而近紫外光谱随退火温度升高所呈现的整体峰位红移是各激子峰相对比例变
退火温度对低温生长MgxZn1-xO薄膜光学性质的影响
张锡健, 马洪磊, 王卿璞, 马 瑾, 宗福建, 肖洪地, 计 峰
2006, 55 (1): 437-440. doi: 10.7498/aps.55.437
摘要 +
用射频磁控溅射法在80℃衬底温度下制备出MgxZn1-xO(x=0.16)薄膜,用X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)和透射谱研究了退火温度对MgxZn1-xO薄膜结构和光学性质的影响.测量结果显示,MgxZn1-xO薄膜为单相六角纤锌矿结构,并且具有沿c轴的择优取向;随着退火温度的升高,(002)XRD峰强度、平均晶粒尺寸和紫外PL峰强度增大,(002)XRD峰半高宽(F
凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
电荷密度波经典模型的分析
李连钢, 阮永丰
2006, 55 (1): 441-445. doi: 10.7498/aps.55.441
摘要 +
从Grüner的非线性方程出发,克服了原作者略去二阶微分项所带来的理论缺陷.依据稳定周期解的结果,推出了单段CDW的启动电场的阈值和各分段的滑行速度与外场成正比的关系,揭示出单段CDW遵循欧姆定律是Grüner非线性方程的固有性质.并将此结果用于多分段模型,最终导出CDW非线性电导的指数律和阈场,它们与实验公式一致,同时也说明了窄带噪声的来源.还就多分段的串联问题,提出了“弹性连接”机理的内力处理方法,得到了更为理想的结果.
超声处理对ZnO薄膜光致发光特性的影响
袁艳红, 高 恒, 侯 洵
2006, 55 (1): 446-449. doi: 10.7498/aps.55.446
摘要 +
对于结晶状态好的ZnO薄膜,测量了其光致发光(PL)光谱,发射光谱中只发现了峰值波长约389 nm的近紫外光.样品进行超声处理后,发射谱中不仅观察到近紫外峰,又观察到波长约508 nm的绿光峰.绿光峰的强度比近紫外光的强度强得多,且近紫外峰红移.进一步的热处理使绿光峰大大增强.超声处理改变了ZnO薄膜的质量和结晶状态,使晶格中产生氧空位.处理过程中的热效应使得薄膜晶格振动加剧.当晶格振动加剧到一定程度,晶格中的氧脱离格点形成氧空位.510 nm左右的绿色发光峰是ZnO晶体中的氧空位产生的.薄膜的温度越高,
缓冲层Ta对FePt薄膜L10有序相转变及矫顽力的影响
孟凡斌, 李养贤, 张丽娇, 蔡建旺
2006, 55 (1): 450-455. doi: 10.7498/aps.55.450
摘要 +
制备了Ta/FePt/C系列多层膜,研究了样品在不同温度退火后的磁特性和微结构.实验结果表明,不同厚度的Ta缓冲层具有不同的微结构特征,显著影响FePt层的L10有序相的形成及相应的矫顽力.当Ta缓冲层较薄,Ta层为非晶态,且较为粗糙,由此使FePt在界面处产生较多的缺陷并导致较高密度的晶界,在退火过程中,受束缚相对较弱的非晶态的Ta原子比较容易沿FePt的缺陷和晶界处向FePt层扩散,使FePt在相变过程中产生的应力比较容易释放,同时,Ta在扩散过程中产生的缺陷,降低了FePt有序
LD抽运Yb:GSO实现1090 nm低阈值激光运转
薛迎红, 王清月, 柴 路, 刘庆文, 赵广军, 苏良碧, 徐晓东, 徐 军
2006, 55 (1): 456-459. doi: 10.7498/aps.55.456
摘要 +
用Yb:Gd2SiO5(Yb:GSO)晶体实现激光运转.利用940 nm的二极管激光器作为抽运源,得到Yb:GSO激光器的激光中心波长为1090 nm,抽运阈值功率密度仅为1.27 kW/cm2,小于Yb:YAG的理论阈值1.53 kW/cm2.利用2%的输出镜得到最大输出功率为360 mW,相应的斜效率为19%.
钠离子浓度对核小体纤维结构影响的Monte Carlo模拟
关治强, 林 海, 何贵丽, 吴晨旭, 薛岩频
2006, 55 (1): 460-464. doi: 10.7498/aps.55.460
摘要 +
通过核小体纤维模型的构建,利用Monto Carlo方法模拟其在各种钠离子浓度的溶液中结构变化的过程.模拟结果显示当溶液的钠离子浓度增大时,核小体由锯齿状结构转变为螺旋状结构.在常温所得到的核小体结构参数与实验结果接近,较好地解释了溶液中的钠离子浓度对核小体纤维结构的影响.
物理学交叉学科及有关科学技术领域
机械合金化合成CoSb3过程中的固相反应机理的热力学解释
刘玮书, 张波萍, 李敬锋, 刘 静
2006, 55 (1): 465-471. doi: 10.7498/aps.55.465
摘要 +
用Co和Sb作为初始原料,通过机械合金化(mechanical alloying, MA)的方法合成了CoSb3,并系统研究了MA转速和MA时间对MA过程中固相反应的影响.XRD结果表明,相同MA转速下,CoSb3的量随MA时间的延长而增多,但是MA时间过长会导致大量CoSb2的生成,甚至诱发CoSb3分解为CoSb2和非晶态Sb.而提高MA转速,只能缩短固相反应的发生时间,而不会改变整个固相反应
氧化锌纳米晶高压下的晶粒演化和性能
姚玉书, 邵光杰, 秦秀娟, 刘日平, 王文魁
2006, 55 (1): 472-476. doi: 10.7498/aps.55.472
摘要 +
用GS-1B型六面顶压机研究了ZnO纳米晶高压下的晶粒演化和性能,用X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜对高压样品的晶粒尺寸、微观形貌进行了表征.结果表明,高压下ZnO纳米晶存在压致晶粒碎化效应.硬度和伏安特性实验表明,高压调制后样品的显微硬度约是常压烧结样品硬度的2.3倍,非线性伏安特性明显优于常压烧结样品.
地球物理学、天文学和天体物理学
基于启发式分割算法检测华北和全球气候变化的特征
封国林, 龚志强, 万仕全, 李建平
2006, 55 (1): 477-484. doi: 10.7498/aps.55.477
摘要 +
全球变化已成为当代科学界瞩目的新领域,气候变化是其研究的核心内容之一,它受到各国政府的极大重视.气候突变是气候变化的重要表现形式之一,目前对气候突变的研究主要针对代用资料,运用传统的统计学方法进行处理,尽管取得了不少进展,但气候系统的非线性、多层次性和非平稳性对分析和检测气候突变的方法提出了较高的要求.众所周知,气候系统可能是由多个不同区域气候子系统构成的复杂体系,因而局地和全球气候变化之间必然存在一定的内在联系,但目前关于这方面研究的理论和方法还较少.介绍了一种适合非线性和非平稳时间序列的突变检测新方法