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Vol. 57, No. 3 (2008)

2008年02月05日
总论
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核物理学
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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
三维赤道海气振子模型的近似解
林万涛, 莫嘉琪
2008, 57 (3): 1291-1294. doi: 10.7498/aps.57.1291
摘要 +
研究了一个赤道Kelvin波的方程. 利用变分迭代解法, 得到了其近似解. 变分迭代方法是一个解析方法, 得到的解还能够继续进行解析运算.
辅助方程构造带强迫项变系数组合KdV方程的精确解
套格图桑, 斯仁道尔吉
2008, 57 (3): 1295-1300. doi: 10.7498/aps.57.1295
摘要 +
在辅助方程法的基础上给出第一种椭圆辅助方程和函数变换相结合的一种方法,并借助符号计算系统Mathematica构造了带强迫项变系数组合KdV方程的类Jacobi椭圆函数精确解以及退化后的类孤子解和三角函数解.
论微分约束系统的d-δ对易关系
郭永新, 刘世兴, 刘 畅, 赵 喆
2008, 57 (3): 1301-1306. doi: 10.7498/aps.57.1301
摘要 +
利用Frobenius可积性定理,研究微分约束系统一个重要的变分法问题:微分运算与变分运算的对易关系. 文中以微分约束的Frobenius可积性理论为依据,在分析线性稳定微分约束系统和仿射微分约束系统的d-δ对易关系基础上,简要论证了微分与变分的非对易子与微分约束的非完整性之间的关系. 对非线性微分约束系统的微分与变分运算的对易关系作了讨论. 给出了三个实例来验证结论.
一维减幅-增幅谐振子的守恒量与对称性
楼智美
2008, 57 (3): 1307-1310. doi: 10.7498/aps.57.1307
摘要 +
从一维减幅-增幅谐振子的运动微分方程出发得到系统的运动积分常数,从而得到系统的Lagrange函数和Hamilton函数,再根据Hamilton函数的形式假定守恒量的形式,由Poisson括号的性质得到了系统的三个守恒量,并讨论与三个守恒量相应的无限小变换的Noether对称性与Lie对称性.还对守恒量与对称性的物理意义作了合理的解释.
一类特殊非完整力学系统的辛算法计算
刘世兴, 郭永新, 刘 畅
2008, 57 (3): 1311-1315. doi: 10.7498/aps.57.1311
摘要 +
对一类特殊的非完整力学系统的动力学性质进行数值研究,采用当前比较优越的保结构算法进行数值计算,并和传统的Runge-Kutta方法进行比较. 通过计算结果的比较而得出辛算法在这类特殊的非完整力学系统的数值计算中的优越性.
KdV孤子的含时微扰理论
俞慧友, 颜家壬, 潘留仙
2008, 57 (3): 1316-1320. doi: 10.7498/aps.57.1316
摘要 +
研究了周期性含时微扰对KdV(Korteweg de Vries)孤子的影响. 将微扰项展为时间变量的傅里叶级数,发现其常数项是导致长期项的根源. 在一阶近似下,消除长期项,求出了孤子参数(高度、宽度和速度)随时间的缓慢变化. 傅氏级数中的其他项决定了微扰对孤子波形的一阶修正.
一类相对转动非线性动力系统的混沌运动
时培明, 刘 彬, 侯东晓
2008, 57 (3): 1321-1328. doi: 10.7498/aps.57.1321
摘要 +
研究一类具有同宿轨道、异宿轨道的相对转动非线性动力系统的混沌运动. 建立具有非线性刚度、非线性阻尼和外扰激励作用的一类两质量相对转动非线性动力系统的动力学方程. 利用Melnikov方法讨论了系统的全局分岔和系统进入混沌状态的可能途径,给出了系统发生混沌的必要条件,并利用最大Lyapunov指数图,分岔图,Poincare截面图和相轨迹图进一步分析了系统的混沌行为.
一类非线性相对转动动力系统的平衡稳定性及组合谐波近似解
孟 宗, 刘 彬
2008, 57 (3): 1329-1334. doi: 10.7498/aps.57.1329
摘要 +
建立一类含广义非线性弹性力的两质量相对转动系统的非线性动力学方程. 应用变量梯度法构造李雅普诺夫函数,研究相对转动非线性自治系统的稳定性. 应用摄动法求得相对转动非线性非自治系统在两种不同频率谐波共同激励下的组合谐波响应的近似解.
一些直接代数方法的几何解释及应用
张善卿
2008, 57 (3): 1335-1338. doi: 10.7498/aps.57.1335
摘要 +
基于微分方程多边形的概念,就一些直接代数方法给出了几何解释,同时将这种解释推广到方程组的情形,最后以变形Boussinesq方程组为例说明了该几何解释的合理性。
利用一个三粒子W态隐形传送N粒子GHZ态
张淳民, 查新未
2008, 57 (3): 1339-1342. doi: 10.7498/aps.57.1339
摘要 +
杨洪钦等提出一个用两个三粒子W态作为量子信道将N粒子GHZ态从发送者传送给两个接收者中任意一个的量子隐形传送方案. 给出其理论分析,并提出了一个仅用一个三粒子W态作为量子信道将N粒子GHZ态传送给两个接收者之一的量子隐形传送的方案.
一维Tonks-Girardeau原子气区域中的亮孤子解
刘 红, 贺贤土, 楼森岳, 魏佳羽
2008, 57 (3): 1343-1346. doi: 10.7498/aps.57.1343
摘要 +
利用玻色-费米图像,发现了一维Tonks-Girardeau气体的孤子解, 方法是在平均场近似的基础上,利用对称变换,将GP方程转化为高阶强相互作用的非线性薛定谔方程,之后解析求解这个含五次方的非线性薛定谔方程,得到一个亮孤子解,这对从实验上观测Tonks-Girardeau气体的孤子现象具有指导作用.
平行电磁场中He+2的回归谱与闭合轨道的研究
王晓艳, 王鹏程, 冯圣平, 谢晋东
2008, 57 (3): 1347-1351. doi: 10.7498/aps.57.1347
摘要 +
利用半经典闭合轨道理论和分区自洽迭代方法计算了Rydberg态下He+2在平行电磁场中的回归谱与闭合轨道. 为了模拟分子实的散射作用,引入一个包含电子交换势的新势能. 利用这一新势能,结合多通道量子亏损和分子闭合轨道理论,讨论了分子实散射效应对平行电磁场中He+2的回归谱与闭合轨道的影响.
1.55 μm升频单光子探测量子密钥分配系统的性能研究
焦荣珍, 冯晨旭, 马海强
2008, 57 (3): 1352-1355. doi: 10.7498/aps.57.1352
摘要 +
分析了1.55 μm升频单光子探测量子密钥分配(QKD)系统的性能,讨论了升频单光子探测器的主要参数:量子效率和暗计数与抽运功率的关系.比较了BB84协议、BBM92协议和DPSK协议的光纤QKD系统的性能:安全通信速率与距离的关系,通过比较得出升频探测器优于传统的InGaAs/InP雪崩二极管单光子探测器,用升频探测器后的通信距离能比传统的大两倍以上,能很好改善量子通信系统的性能.

编辑推荐

自由空间量子通讯实验中纠缠源的研制
王少凯, 任继刚, 杨 冬, 彭承志, 蒋 硕, 王向斌, 金贤敏, 杨 彬
2008, 57 (3): 1356-1359. doi: 10.7498/aps.57.1356
摘要 +
设计了适合自由空间量子通讯实验的纠缠源. 纠缠光子对的单模光纤搜集率约为每秒20000对,水平竖直方向的纠缠对比度大于95%,正负45°方向的纠缠对比度大于90%. 在本地得到了大于100个标准偏差的Bell 不等式破缺. 满足20 km量级的自由空间量子通讯试验要求.
具有非对角开边界的SU(2)不变Thirring模型的精确解
唐美娟, 王延申
2008, 57 (3): 1360-1364. doi: 10.7498/aps.57.1360
摘要 +
利用量子反散射方法研究了1+1维时空中具有非对角开边界条件下的SU(2)不变Thirring模型. 于辅助空间引入独立于谱参量的规范变换,找到了适当的Fock真空态. 通过Bethe Ansatz方法得到了系统相应转移矩阵的本征值和本征态,及其谱参数所满足的Bethe Ansatz方程,并讨论了体系的边界自由度.
信号灯控制下的主道双车道入匝道系统交通流特性研究
滕亚帆, 高自友, 贾 斌, 李 峰
2008, 57 (3): 1365-1374. doi: 10.7498/aps.57.1365
摘要 +
采用元胞自动机模型研究了具有信号灯控制的主道为双车道的入匝道系统交通流特性.将信号灯设置在入匝道口处,通过信号灯来引导主道和匝道上的车辆通行.分析了信号灯控制对主道与匝道的车流量、系统通行能力以及入匝道口处的车流平均速度的影响.通过相图比较,说明信号灯控制的双车道入匝道系统能模拟出比信号灯控制的单车道入匝道系统更加符合实际的交通流特性.与姜锐提出的模型[Jiang R 2003 J. Phys. A 36 11713]结果相比,信号灯控制下的匝道系统的交通流状态得到改善并且道路通行能力有所提
色噪声驱动的肿瘤细胞增长系统的瞬态性质:平均首通时间
魏 群, 郑宝兵, 王参军, 梅冬成
2008, 57 (3): 1375-1380. doi: 10.7498/aps.57.1375
摘要 +
研究了受色高斯噪声驱动的肿瘤细胞增长系统的瞬态态性质(平均首通时间T). 据Novikov定理和Fox近似方法得到相应的Fokker-Planck方程,使用最快下降法得到了肿瘤细胞增长系统的平均首通时间的解析表达式.经过数值计算,结果表明:肿瘤增长系统的T在正关联(0λλ为关联噪声强度)和负关联(-1λ<0)呈现出不同的特性. 正关联时,噪声强度和对应的关联时间在态转化过程中起着相反的作用;然而,负关联时,肿瘤增长系统的
用户需求行为对互联网动力学整体特性的影响
周明天, 马卫东, 王 磊, 李幼平, 水鸿寿
2008, 57 (3): 1381-1388. doi: 10.7498/aps.57.1381
摘要 +
由Internet构成的复杂网络的动力学特性主要受到用户需求行为的影响,具备时域的统计规律性. 通过对区域群体用户需求行为的时域实验统计分析,发现用户对Web网站的访问频度及其生成的二分网络的入度分布也呈现幂律分布和集聚现象,其幂指数介于1.7到1.8之间. 建立了虚拟资源网络VRN和物理拓扑网络PTN双层模型,分析了双层模型映射机理,并对网络用户需求行为进行建模. 虚拟资源网络VRN对物理拓扑网络PTN映射过程的不同机理,模拟了Internet资源网络到物理网络的不同影响模式. 幂律分布的用户需求特性会
开关变换器离散子系统混沌点过程描述及EMI抑制
张 波, 丘东元, 杨 汝
2008, 57 (3): 1389-1397. doi: 10.7498/aps.57.1389
摘要 +
利用混杂系统理论将开关变换器描述为连续子系统和离散子系统的集合,由此根据混沌PWM规律,建立离散子系统的开关混沌点过程模型. 同时以常用的线性分段混沌映射实现混沌PWM控制,分析得出混沌PWM点过程的特征函数,概率密度函数,进一步得到混沌PWM和周期PWM的频谱特性. 论文的试验结果表明,输出电压稳定情况下混沌开关变换器,实现了谐波峰值的抑制,开关变换器EMI特性明显改善.
一种利用CPRNG实现的混沌同步加密通信方案
李 伟, 郝建红, 祁 兵
2008, 57 (3): 1398-1403. doi: 10.7498/aps.57.1398
摘要 +
提出了一种利用新型的基于混沌的伪随机数发生器(CPRNG)系统实现的数据加密通信方案.在该方案中,发、收两端的CPRNG系统将驱动系统产生的混沌序列转换为加密密钥序列,利用这些密钥序列对明文数据按字节切换交替加密. 系统的主要优点是在通信的安全性和同步性上有所改善,且便于用软件实现.
基于线性反馈控制的不确定混沌系统的参数辨识
李 农, 刘宇平, 马 健, 李建芬
2008, 57 (3): 1404-1408. doi: 10.7498/aps.57.1404
摘要 +
基于线性反馈控制方法和Lyapunov稳定性理论,研究了参数不确定系统的混沌同步和参数辨识,设计了普遍适用的参数自适应控制律,理论证明设计的控制器可使得两个结构相同但参数不同的混沌系统渐近地达到同步,并且可以辨识出响应系统的未知参数. Lorenz系统和蔡氏电路的数值仿真进一步表明了该方法的有效性.
一种混沌扩频序列的产生方法及其优选算法
余振标, 冯久超
2008, 57 (3): 1409-1415. doi: 10.7498/aps.57.1409
摘要 +
提出一种基于组合映射模型产生混沌扩频序列的方法. 根据扩频序列的特性要求和多址干扰性能指标,给出了一种混沌扩频序列的优选算法;将得到的优选序列应用于直扩码分多址系统,在不同信道条件下进行仿真,并与优选的Logistic混沌扩频序列进行性能比较,结果表明本方法产生的混沌扩频序列具有和Logistic混沌扩频序列相近的良好性能,而且保密性更好.
分数阶Liu混沌系统及其电路实验的研究与控制
陈向荣, 刘崇新, 王发强, 李永勋
2008, 57 (3): 1416-1422. doi: 10.7498/aps.57.1416
摘要 +
基于波特图的频域近似方法,研究了分数阶Liu混沌系统,并设计了一种树形电路单元来实现分数阶Liu混沌系统,通过对2.7阶Liu混沌系统的电路仿真和实验,以及α=0.8—0.1(步长0.1)Liu混沌系统的电路仿真,验证了树形电路单元的有效性,证实分数阶Liu混沌系统中确实存在混沌现象,且存在混沌的最低阶数为0.3. 设计简单有效的线性反馈控制器,实现了分数阶Liu混沌系统的混沌控制.
基于信息准则的局域预测法邻近点的选取方法
孟庆芳, 彭玉华, 曲怀敬, 韩 民
2008, 57 (3): 1423-1430. doi: 10.7498/aps.57.1423
摘要 +
基于信息准则,提出了选取局域预测法中邻近点个数的定量方法. 并用此方法分析Lorenz模型生成的混沌时间序列和Santa Fe时间序列竞赛的激光数据(Data A). 实验结果表明用该方法选取邻近点的局域预测法的一步和多步预测性能较好,在满足预测精度较高的条件下,计算量较小.
不确定时滞混沌系统的自适应动态神经网络控制
张 敏, 胡寿松
2008, 57 (3): 1431-1438. doi: 10.7498/aps.57.1431
摘要 +
研究了一类具有不确定时滞的非自治混沌系统的控制问题. 通过结合Lyapunov-Krasovskii函数和Lyapunov函数设计参数可调的不确定时滞补偿器,使得反馈控制输入信号不受时延的影响;同时引入动态结构自适应神经网络,以消除系统的不确定性,其隐层神经元的个数可以随着逼近误差的增大而自适应增加,改善了逼近速度与网络复杂度的关系;最后,用Duffing混沌系统的控制仿真示例表明该方法的有效性.
超混沌Lü系统的电路实现
刘扬正
2008, 57 (3): 1439-1443. doi: 10.7498/aps.57.1439
摘要 +
在三维Lü系统的基础上增加一维状态,构建了一个新的四维超混沌Lü系统,简要地分析了该系统平衡点的性质、超混沌吸引子的相图、Lyapunov指数和Lyapunov维数等特性,并设计了一种实现四维超混沌系统的实际电路. 硬件电路实验表明,超混沌Lü系统具有丰富的动力学行为.
多重边复杂网络系统的稳定性分析
高 洋, 李丽香, 彭海朋, 杨义先, 张小红
2008, 57 (3): 1444-1452. doi: 10.7498/aps.57.1444
摘要 +
根据网络中边的不同性质提出了网络拆分的思想,通过引入时滞进行拆分,从而建立了多重边复杂网络的动力学模型. 基于Lyapunov稳定理论研究了多重边复杂网络的稳定性问题,给出了节点动力学无时滞和有时滞两种情况下网络稳定的充分条件. 最后通过数值仿真验证了结论的正确性和有效性.
基于非线性观测器的一类分数阶混沌系统完全状态投影同步
陈向荣, 刘崇新, 李永勋
2008, 57 (3): 1453-1457. doi: 10.7498/aps.57.1453
摘要 +
基于分数阶系统稳定性理论,提出了用状态观测器来实现分数阶混沌系统完全状态投影同步的思想. 设计的状态观测器能够实现一类非线性分数阶系统的完全状态投影同步而不要求分数阶混沌系统是部分线性的,推广了投影同步的应用范围,且无需计算系统的条件Lyapunov指数. 另外,该方法理论严格,设计简单,能够达到任意比例因子的完全状态同步. 最后,利用该方法实现了分数阶Rssler系统的完全状态投影同步,数值仿真结果证实了它的有效性.
广义Hénon混沌系统的自适应双模控制与同步
刘福才, 梁晓明, 宋佳秋
2008, 57 (3): 1458-1464. doi: 10.7498/aps.57.1458
摘要 +
提出一种广义Hénon映射的自适应双模控制与同步方法.广义Hénon映射的混沌吸引子比Hénon映射的混沌吸引子更复杂,控制与同步困难,对于保密通信来说具有更高的安全性.该方法采用自适应双模控制,实现了广义Hénon映射的追踪控制与同步,提高了受控系统抑制参数摄动和随机扰动的能力,改善系统的鲁棒性.仿真结果验证了该方法的有效性.
基于积分观测器实现一类受扰混沌系统的同步
李秀春, 徐 伟, 肖玉柱
2008, 57 (3): 1465-1470. doi: 10.7498/aps.57.1465
摘要 +
在系统参数和系统输出同时受扰的情形下,基于积分观测器的方法,实现了一类不确定混沌系统的同步.首先利用Lyapunov 稳定性理论,给出了混沌系统同步所需的充分条件,此条件可以快速地实现驱动系统与响应系统的同步,然后结合Schur补定理,将此条件转化为求解线性矩阵不等式组.最后,借助Matlab软件包中的LMI工具箱,通过对受扰MLC电路系统的同步数值仿真,证实了该方法的有效性.
一种时间序列的弱非线性检验方法
姜可宇, 蔡志明, 陆振波
2008, 57 (3): 1471-1476. doi: 10.7498/aps.57.1471
摘要 +
时间序列的非线性是判定该时间序列具有混沌特性的必要条件.提出一种基于线性和非线性AR模型归一化多步预测误差比值的非线性检验量δNAR,采用替代数据法来检测时间序列中的弱非线性.以Lorenz时间序列为例,分析了估计非线性检验量δNAR时各相关参数对弱非线性检测性能的影响.通过混沌时间序列非线性检测试验,对4种混沌时间序列中的3种,非线性检验量δNAR都表现出比基于AIC模型选择准则的非线性检验量
一种破译混沌直接序列扩频保密通信的方法
胡进峰, 郭静波
2008, 57 (3): 1477-1484. doi: 10.7498/aps.57.1477
摘要 +
提出了一种新型的混沌保密通信破译方法,并破译了混沌直接序列扩频保密通信(简称混沌直扩).针对混沌直扩信号中只有一个混沌吸引子的特点,基于混沌系统广义同步的思想,提出了混沌拟合方法;针对混沌直扩中混沌实值序列和数字信号相乘的特点,充分利用混沌直扩的基本原理和信息码是慢变信号的特性,提出了用无先导卡尔曼滤波混沌拟合的方法估计信息码的破译方法;进一步针对无先导卡尔曼滤波的过程噪声和混沌拟合的拟合误差共同导致的跟踪误差,提出了跟踪误差控制因子的方法,从而将跟踪误差转变成有利因素并加以利用,根据跟踪误差的值域范围破
分数阶统一混沌系统的投影同步
王兴元, 贺毅杰
2008, 57 (3): 1485-1492. doi: 10.7498/aps.57.1485
摘要 +
改变系统参数计算了分数阶统一系统的最大Lyapunov指数和关联维数,研究了分数阶统一系统的动力学行为.基于线性系统的稳定判定准则,设计了一种同步方案,实现了分数阶统一混沌系统的投影同步.通过对分数阶Chen系统、分数阶Lü系统和分数阶类Lorenz系统投影同步的数值模拟,进一步验证了所提出方案的有效性.
一个新四维非自治超混沌系统的分析与电路实现
陈增强, 袁著祉, 仓诗建
2008, 57 (3): 1493-1501. doi: 10.7498/aps.57.1493
摘要 +
在以Lorenz系统为基础的一个新超混沌系统上,加入一个驱动信号,组成了一个四维非自治超混沌系统.该系统基本动力学特性的变化,主要是通过控制外界输入信号的频率实现的.在不同的频率参数下,该系统体现出了周期轨、二维环面、混沌以及超混沌不同的动力学特性,其中周期轨特性较为显著.这个现象在数值仿真以及分形分析上得到了很好地验证.最后设计一个模拟电路,通过实验结果进一步验证了与数值仿真的一致性.
强光注入提高光反馈VCSELs混沌载波基频
刘胜芳, 夏光琼, 吴加贵, 李林福, 吴正茂
2008, 57 (3): 1502-1505. doi: 10.7498/aps.57.1502
摘要 +
研究了外部光注入对光反馈垂直腔表面发射半导体激光器(VCSEL)混沌载波基频的影响.研究结果表明:当外部注入光频率与VCSEL自由运行的振荡频率失谐一定时,随着外部光注入强度的增加,混沌载波基频总体呈现上升的趋势;通过调整失谐频率和注入强度大小,外部光注入可以使混沌载波基频得到大幅度的提高;当归一化的注入系数K=330, 失谐频率为42 GHz,可得到基频位于47.3 GHz的混沌信号输出.
多频谐和与噪声作用下Flickering振子的安全盆侵蚀与混沌
戎海武, 王向东, 徐 伟, 方 同
2008, 57 (3): 1506-1513. doi: 10.7498/aps.57.1506
摘要 +
研究了催化反应Flickering振子在多频率确定性谐和外力和有界随机噪声联合作用下,系统安全盆的侵蚀和混沌现象.将Melnikov方法推广到包含有限多个频率外力和随机噪声联合作用的情形,推导出了系统的随机Melnikov过程,根据Melnikov过程在均方意义上出现简单零点的条件给出了系统出现混沌的临界值,然后用数值模拟方法计算了系统的安全盆分岔点.结果表明,由于随机扰动的影响,系统的安全盆分岔点发生了偏移,并且使得混沌容易发生.同时证明,激励频率数目的增加扩大了参数空间上的混沌区域,也使得安全盆分岔提
基于多尺度的人体ECG信号质量指数谱分析
杨小冬, 宁新宝, 何爱军, 都思丹
2008, 57 (3): 1514-1521. doi: 10.7498/aps.57.1514
摘要 +
提出一种多重分形质量指数谱曲率和面积的概念,Cantor集的验证结果证明该两个参数在探测混沌时间序列复杂性方面是完全有效的.引入多尺度的分析方法,详细研究了不同采样频率和数据点下健康人、心肌缺血患者和心梗患者心电图(ECG)信号的质量指数谱,并与其他非线性参数进行了比较,期望从不同个体间的这种差异,获得区分健康人及有疾病人的非线性特征值.分类指标和单因素方差分析(ANOVA)检验结果表明,该方法达到了最好的综合区分效果.这一结论在早期诊断和临床应用方面具有一定的价值.
单周期控制Boost变换器中的低频波动现象分析
王发强, 张 浩, 马西奎
2008, 57 (3): 1522-1528. doi: 10.7498/aps.57.1522
摘要 +
基于电感电流和输出电压的波动频率远低于变换器开关频率的假设,给出了连续导电模式(CCM)与不连续导电模式(DCM)的临界条件,建立了单周期控制器的S域模型,并分别导出了Boost变换器工作在CCM和DCM下的闭环输出-基准电压传递函数.研究结果表明,完全工作在DCM时,变换器处于稳定的周期1状态,而运行在CCM时,变换器将出现低频波动现象.此外,采用零极点分析方法给出了变换器低频波动的频率,并通过变换器拓扑结构的约束关系确定了系统低频波动的幅值.最后,Matlab数值仿真及电路实验验证了理论分析的结果.
节点含时滞的不确定复杂网络的自适应同步研究
罗 群, 吴 薇, 李丽香, 杨义先, 彭海朋
2008, 57 (3): 1529-1534. doi: 10.7498/aps.57.1529
摘要 +
研究了节点带有时滞,网络结构已知或者完全未知时的不确定动态网络模型的同步问题.基于李雅普诺夫稳定性理论,并按照参数的已知和未知情况分别设计了复杂网络同步控制器和复杂网络同步自适应控制器,给出了网络同步的充分条件,保证了动态网络渐进同步于任意指定的网络中的单独节点的状态.最后,数值结果表明了方法的有效性.
超新星核中的夸克相变及夸克质量效应
赖祥军, 罗志全, 刘晶晶, 刘宏林
2008, 57 (3): 1535-1541. doi: 10.7498/aps.57.1535
摘要 +
分别基于组夸克质量模型和流夸克质量模型, 讨论了超新星核心区两味夸克物质到更稳定的三味夸克物质的相变过程. 结果表明, 两种质量模型下相变的特征时标都短于10-8s, 且质量越小的流夸克质量模型的相变速率越快;组分夸克质量模型下所得到的超新星核区的s夸克丰度, 中微子丰度及中微子总能量(除温度)相比前人的结果有轻微的增加, 而流夸克质量模型下所得到的这些参量的增加更为明显, 采用流夸克质量模型更有利于超新星的中微子延迟爆发机理的成功.
椭偏透射法测量氢化非晶硅薄膜厚度和光学参数
廖乃镘, 李 伟, 蒋亚东, 吴志明, 匡跃军, 祁康成, 李世彬
2008, 57 (3): 1542-1547. doi: 10.7498/aps.57.1542
摘要 +
针对多角度椭偏测量透明基片上薄膜厚度和光学参数时基片背面非相干反射光的影响问题,报道了利用椭偏透射谱测量等离子增强化学气相沉积法(PECVD)制备的a-Si:H薄膜厚度和光学参数的方法,分析了基片温度Ts和辉光放电前气体温度Tg的影响.研究表明,用椭偏透射法测量的a-Si:H薄膜厚度值与扫描电镜(SEM)测得的值相当,推导得到的光学参数与其他研究者得到的结果一致.该方法可用于生长在透明基片上的其他非晶或多晶薄膜.
各向异性光反馈注入的垂直表面发射激光器的矢量偏振模转换机理
钟东洲, 曹文华, 吴正茂, 夏光琼
2008, 57 (3): 1548-1556. doi: 10.7498/aps.57.1548
摘要 +
数值研究了各向异性光反馈注入的垂直表面发射激光器(VCSEL)的矢量偏振模转换机理,研究结果表明,首先,当注入电流接近阈值电流时,由VCSEL的外部参数和偏振器控制的光反馈注入量中各偏振模的能量决定VCSEL 输出的偏振态.其次,由偏振器控制的各向异性光反馈注入引起的VCSEL输出偏振态呈周期性变化.另外,当由偏振器控制的反馈注入量中的x^偏振和y^偏振模能量相当时, x^偏振模和y^偏振模之间竞争激烈,而激光器外部微小的扰动都会打破这两种偏振模竞争
核物理学
相对论平均场理论对Se,Kr,Sr和Zr同位素链形状共存的系统研究
郭建友, 圣宗强
2008, 57 (3): 1557-1563. doi: 10.7498/aps.57.1557
摘要 +
在约束形变的相对论平均场理论下,用NL3参数组系统地研究了Se,Kr,Sr和Zr四个同位素链中的偶-偶核,理论计算的基态束缚能和实验值符合得非常好.通过对这些核的位能曲面的分析,发现在此区域内有着丰富的形状共存现象,系统地指出可能存在形状共存现象的原子核,并且进一步指出在这些核的位能曲面上两个能量极小点的能量差.另外通过对位能曲面以及单中子能级的研究,提出在此区域内N=70可能是一个中子幻数.
102Ru核振动到转动演化的微观研究
童 红, 赵行知, 倪绍勇, 张春梅, 石筑一
2008, 57 (3): 1564-1568. doi: 10.7498/aps.57.1564
摘要 +
基于微观sdIBM-2方案和实验单粒子能量值, 在最普遍的哈密顿量下, 用两组不同的核子-核子等效相互作用参数, 分别很好地再现了102Ru核的振动带能谱和转动带能谱及其演化过程. 微观和唯象的研究指认: 1) 这两种激发模式的共存区是能态8+1—12+1(即Ex=2.500—4.000 MeV); 态 8+1
超重核合成时的驱动势与热熔合反应截面
甘再国, 范红梅, 苏朋源, 马 龙, 周小红, 李君清, 黄明辉
2008, 57 (3): 1569-1575. doi: 10.7498/aps.57.1569
摘要 +
在双核模型框架下,双核系统生成超重复合核的机理是由双核中的弹核的核子全部转移到靶核产生的,而核子转移是由双核系统驱动势确定的.对有的反应道,核子转移与中质比变化路径之间有比较复杂的关系.原则上动力学方程与驱动势都应该是中子和质子的二维显函数.为处理方便,采用与中质比相关的核子转移路径的选择来取驱动势,得到了接近实验值的超重核合成蒸发剩余截面.
X射线光栅相位成像的理论和方法
明 海, 陈 博, 刘宜晋, 朱佩平, 王寯越, 袁清习, 黄万霞, 吴自玉
2008, 57 (3): 1576-1581. doi: 10.7498/aps.57.1576
摘要 +
通过对X射线光栅相位衬度成像实验装置的理论分析,提出了光栅位移曲线的表达式,推导出了X射线光栅相位衬度成像方程.根据该成像方程,提出了基于光栅成像相位提取方法.这些理论结果将简化光栅相位衬度成像实验步骤,提高信息获取效率,并为X射线光栅相位衬度成像和计算机断层成像的结合,进一步提出光栅相位衬度CT的简化理论奠定基础.
原子和分子物理学
AlOH(CS,X1A′)分子的结构与势能函数
高清河, 郭云东, 杨则金, 程新路, 朱正和, 杨向东
2008, 57 (3): 1582-1586. doi: 10.7498/aps.57.1582
摘要 +
使用MP4方法,在6-311G(3df,3pd)基组水平上对AlOH(CS,X1A′)基态分子进行了几何优化,得到了它的平衡几何构型和力常数.根据原子分子反应静力学原理得到AlOH分子的电子状态和可能的离解极限.应用多体展式理论方法推导出了AlOH基态分子的解析势能函数.
SiOH和HSiO分子的结构与势能函数
高清河, 郭云东, 杨则金, 程新路, 朱正和, 杨向东
2008, 57 (3): 1587-1591. doi: 10.7498/aps.57.1587
摘要 +
使用B3P86/6-311++G**方法对SiOH/HSiO(CS,X2A′)基态分子进行几何优化,得到了SiOH/HSiO分子的平衡几何构型和力常数.根据原子分子反应静力学原理得到SiOH分子可能的电子状态和离解极限.应用多体展式理论方法推导出了SiOH基态分子的解析势能函数.
H3PAuPh与(H3PAu)2(1,4-C6H4)2光谱性质的密度泛函研究
矫玉秋, 赵 昆, 卢贵武
2008, 57 (3): 1592-1598. doi: 10.7498/aps.57.1592
摘要 +
用密度泛函(DFT)方法优化了配合物H3PAuPh(a),(H3PAu)2(1,4-C6H4)2(b)的基态的几何结构,并用含时密度泛函方法计算了它们的吸收光谱.结果表明配合物a与 b的最低能量吸收谱线的波长分别为257.5 nm和307.6 nm,皆具有C(2p)→Au(6p)电荷转移参与下的pπ
分子部分电子态的高阶振动能级和离解能的精确研究
刘 艳, 任维义, 王阿署, 刘松红
2008, 57 (3): 1599-1607. doi: 10.7498/aps.57.1599
摘要 +
鉴于K2分子电子态的振动能谱和分子离解能De在实际研究和应用中的重要性,应用Sun,Ren等人提出的基于微扰理论的代数方法(AM)和基于AM的代数能量方法(AEM)研究了K2分子的X1Σ+g,a3Σ+u,0-g,B1Πu<
双δ激光脉冲作用下Paul阱中单离子的规则与混沌运动
海文华, 宋建文, 陈文钦
2008, 57 (3): 1608-1615. doi: 10.7498/aps.57.1608
摘要 +
考虑赝势近似下囚禁于Paul阱中的单离子与双δ脉冲型周期势相互作用系统的规则与混沌运动.应用积分方程方法得到系统的经典运动精确解,通过数值方法作出相空间轨道图和平均能量的时间演化曲线.结合分析与数值结果,发现两个有趣的结论.即在离子与单δ脉冲作用出现共振失稳的情形,在双δ脉冲作用下却出现了稳定的规则运动;离子随着双δ脉冲中两个脉冲之间的时间间隔减小而由规则运动转为混沌运动,其平均能量扩散的快慢与混沌运动的混乱程度相关.还研究了系统的共振失稳,发现通过
基态分子波函数对N2分子在强激光场中产生高次谐波的影响
周效信, 郭中华
2008, 57 (3): 1616-1621. doi: 10.7498/aps.57.1616
摘要 +
在强场近似下,利用简单的近似波函数作为分子基态最高占据轨道的波函数,研究了N2分子在强激光场中产生高次谐波的特性,并将结果与用精确的分子波函数作为基态波函数得到的结果进行了比较.结果表明,采用这两种不同的分子基态波函数得到的高次谐波在分子轴与激光偏振方向间的夹角较小时符合得很好,而在夹角较大的情况下,两者的结果差异较大.通过分析不同波函数所给出的电子密度分布,给出了产生这种差异的原因.
类钾离子4s 2S1/2─3d 2D3/2电四极矩E2光谱跃迁的理论研究
杨富利, 易有根
2008, 57 (3): 1622-1625. doi: 10.7498/aps.57.1622
摘要 +
采用全相对论量子力学GRASP2程序,广义平均能级EAL模型,在核的有限体积效应,Breit和QED效应的高阶扰动基础上,考虑到原子实的极化,系统地计算了高剥离类钾离子4s 2S1/2─3d 2D3/2电四极矩E2光谱跃迁的能级间隔,跃迁概率和振子强度,结果表明:考虑原子实极化效应后,计算的精细能级结构间隔与实验数据之间的系统误差基本消除,其跃迁概率和振子强度属首次报道.
线性三原子分子振动激发控制的李代数方法
冯海冉, 丁世良
2008, 57 (3): 1626-1631. doi: 10.7498/aps.57.1626
摘要 +
采用李代数方法研究线性三原子分子在强红外激光场中的多光子激发及其控制,实现了态选择激发,并讨论了激光脉冲对控制的影响.
一种考虑几何屏蔽效应的计算“电子-分子”散射总截面的可加性规则修正方法
孙金锋, 朱遵略, 刘玉芳, 施德恒
2008, 57 (3): 1632-1639. doi: 10.7498/aps.57.1632
摘要 +
在考虑分子内原子间的几何屏蔽效应随电子入射能量变化的基础上, 提出了一种能够在中、高能区准确计算“电子-分子”散射总截面的可加性规则修正方法. 利用这一修正后的可加性规则并使用“电子-C, H, O, N原子”散射总截面的实验数据, 在50—5000 eV内计算了电子被NO, N2O, NO2和C2H6分子散射的总截面, 且将计算结果与实验结果及其他理论结果进行了比较. 结果表明, 利用这一方法修正过的可加性规则进行计
氢原子(e,2e)反应中BBK模型非一阶效应的理论研究
杨 欢, 高 矿, 张穗萌, 吴兴举
2008, 57 (3): 1640-1647. doi: 10.7498/aps.57.1640
摘要 +
用BBK模型和修正后的BBK模型对入射能分别为54.4eV,150eV,250eV时共面非对称几何条件下电子离化氢原子的三重微分散射截面进行了计算,并把结果与一级玻恩近似下的计算结果以及实验数据进行了比较,对修正后的BBK模型中非一阶效应进行了分析和探讨.发现该模型中的末态三体间的屏蔽包含了极强的非一阶效应的信息.

编辑推荐

第一性原理对XMgn(X=B, Al, n=1—12)团簇的几何结构和电子性质的研究
田付阳, 王渊旭, 井 群, 田 凯, 罗有华
2008, 57 (3): 1648-1655. doi: 10.7498/aps.57.1648
摘要 +
利用密度泛函理论(DFT)的B3PW91方法,在6-311G水平上对BMgn,AlMgn(n=1—12)团簇进行了几何结构优化和电子性质分析. 发现随着原子个数的增加, B原子进入镁团簇的内部, 而AlMgn和镁团簇有相似的生长模式. B,Al原子的掺杂均能使镁团簇的平均结合能增大,稳定性增强, BMgn,AlMgn
唯象论的经典领域
线偏振高斯光束通过复合型衍射光栅的传输特性
李建龙, 吕百达
2008, 57 (3): 1656-1661. doi: 10.7498/aps.57.1656
摘要 +
提出一种集合浮雕和折射率周期分布调制的复合型衍射光栅,并利用角谱表示和严格的模式理论研究了线偏振高斯光束通过这种复合型衍射光栅的传输特性.数值计算结果表明,在光栅的同一透射深度处复合型衍射光栅光强的起伏频率要比浮雕型光栅光强的起伏频率小.最后使用复合型衍射光栅模型,研究了亚波长体积相位全息光栅的表面起伏和入射光束的束腰宽度对衍射效率的影响.
近壁面气泡的运动规律研究
张阿漫, 姚熊亮
2008, 57 (3): 1662-1671. doi: 10.7498/aps.57.1662
摘要 +
基于势流假设,建立气泡与壁面耦合数值模型,运用边界积分法求解,并开发三维计算程序,计算值与实验值符合很好.从气泡与壁面相互作用的基本现象入手,基于开发的程序系统地研究了刚性壁面附近气泡的动力学特性,其中包括水平壁面及倾斜壁面,研究壁面的Bjerknes效应与各特征参数之间的关系,并将各种工况的计算结果与基于Kelvin-impulse理论的Blake准则进行对比分析讨论,得出偏射流方向及壁面压力与气泡的特征参数有密切的关系,同时给出了Blake准则的适用范围.旨在为相关的近壁面气泡动态特性研究提供参考.
气泡群的动态物理特性研究
张阿漫, 姚熊亮, 李 佳
2008, 57 (3): 1672-1682. doi: 10.7498/aps.57.1672
摘要 +
假设气泡周围流场为无黏、无旋、不可压缩的理想流体,建立气泡群相互作用的三维数值模型.将多极快速傅里叶变换方法(FFTM)与高阶边界元法(HOBEM)相结合求解气泡群的运动,在达到同样计算精度时显著加快了边界积分方程的求解速度,可以在合理的时间内模拟气泡群的动态物理特性.同时为维持气泡群模拟过程中的数值稳定性,引入了弹性网格技术(EMT),并用算例验证了数值模型及算法的有效性.基于建立的数值模型,研究了不同组合的气泡群之间的相互作用,模拟和解释了各类气泡运动的物理现象,讨论了影响气泡群膨胀、坍塌、迁移及射流
离轴位相奇点的动态传输
刘普生, 程 科, 吕百达
2008, 57 (3): 1683-1688. doi: 10.7498/aps.57.1683
摘要 +
推导出高斯背景的离轴位相奇点光束的半屏衍射解析公式,详细研究了离轴位相奇点的动态传输.结果表明,半屏衍射,偏移量和传输距离都会影响位相奇点的传输行为和衍射场位相奇点的分布.改变偏移量和传输距离,衍射场伴随有位相奇点的产生,移动和湮没.
利用双光子过程实现量子信息转移
杨 雄, 童朝阳, 匡乐满
2008, 57 (3): 1689-1692. doi: 10.7498/aps.57.1689
摘要 +
提出了一个利用耦合双原子同时与大失谐的双光子Jaynes-Cummings模相互作用实现量子信息转移的方案.通过控制原子与腔场的相互作用时间及量子位的旋转操作角,可以实现原子与原子之间及原子与腔场之间的量子信息转移,而包含在欲转移量子态上的信息可被完全擦除.
变频率光场与二能级原子的相互作用:双光子过程
李征鸿, 于明章, 羊亚平
2008, 57 (3): 1693-1698. doi: 10.7498/aps.57.1693
摘要 +
研究了二能级原子与单模电磁场相互作用时的双光子过程,主要考虑了在相干态初始条件下场频率发生变化时的情况,讨论了场频率随时间作正弦缓慢变化对原子布居数反转、光场压缩与原子压缩等特性的影响.结果显示,场频率的改变将使得原子布居数反转的崩塌回复周期增大,回复值减小,而光场及原子压缩效应减弱.
激光二极管端面抽运Tm,Ho:YLF激光器双稳特性研究
张新陆, 李 立, 王月珠, 鞠有伦
2008, 57 (3): 1699-1703. doi: 10.7498/aps.57.1699
摘要 +
报道了波长为792 nm激光二极管端面抽运Tm,Ho:YLF连续激光器的双稳输出特性.激光晶体温度为283 K时,双稳区的宽度为100 mW,跃变点输出功率的跃变量为15 mW.实验上还研究了晶体温度对2 μm激光双稳特性的影响,当晶体温度从283 K升高到298 K时,双稳区的宽度由100 mW减小到60 mW,跃变点输出功率的跃变量由15 mW下降到6 mW.通过分析可知,Tm,Ho:YLF连续激光器的双稳输出是由能量转递上转换、激发态吸收以及激光下能级对2 μm输出激光再吸收共同作用的结果.
热透镜的球差效应对大基模体积激光谐振腔模式的影响
刘 崇, 葛剑虹, 项 震, 陈 军
2008, 57 (3): 1704-1708. doi: 10.7498/aps.57.1704
摘要 +
固体激光器在强抽运的条件下,激光晶体热透镜的球差效应是不容忽视的,尤其是在大基模体积的动态稳定腔中,会影响谐振腔的振荡模式,进而影响腔内损耗和输出功率.通过Fox-Li的衍射迭代算法,分析了谐振腔的自再现模,表明在热透镜球差效应作用下,基模的光强分布出现了旁瓣,并由此带来了光束质量的下降,最后通过实验结果验证了理论分析,指出光束填充因子是激光器设计的一个重要因素,其最佳值需要根据球差效应的强弱,通过实验的方法来确定.
一种利用混合介质测量SBS介质布里渊线宽的方法
哈斯乌力吉, 刘述杰, 吕志伟, 尹国和, 滕云鹏, 何伟明, 赵晓彦
2008, 57 (3): 1709-1713. doi: 10.7498/aps.57.1709
摘要 +
提出了一种利用双池受激布里渊散射(SBS)系统选用混合介质,进而测量SBS介质布里渊线宽的方法.在紧凑双池SBS系统的放大池中放入待测介质,在振荡池中放入布里渊频移可调的混合介质,测出放大池待测介质增益系数随布里渊频移偏离的洛伦兹曲线,该曲线半高处的线宽即为待测介质的布里渊线宽.实验上在Nd:YAG调Q激光系统中,选用CCl4/C6H6混合介质,测量了四氯乙烯(C2Cl4)、六氯丁二烯(C
YbVO4晶体的受激拉曼散射
胡大伟, 王正平, 张怀金, 许心光, 王继扬, 邵宗书
2008, 57 (3): 1714-1718. doi: 10.7498/aps.57.1714
摘要 +
采用腔外单次通过方式,研究了一种新型晶体YbVO4的受激拉曼散射.当抽运激光为532 nm皮秒脉冲时获得了3级斯托克斯线(558.47 nm, 587.92 nm, 620.67 nm)和1级反斯托克斯线(507.58 nm),测得YbVO4晶体1级斯托克斯受激拉曼散射的稳态增益系数为17.8±0.2 cm/GW,受激拉曼散射的整体转换效率达到37%.实现了YbVO4晶体对355 nm皮秒激光的受激拉曼散射,观察到1级斯托克斯线(366.1
熔石英棒-光纤构成的新型复合相位共轭镜的实验和理论研究
汪 莎, 陈 军, 刘 崇, 童立新, 高清松, 唐 淳
2008, 57 (3): 1719-1724. doi: 10.7498/aps.57.1719
摘要 +
提出了一种新型的由熔石英棒和石英光纤组成的复合型相位共轭镜,其可运用于高重复频率激光输入系统中以改善光束质量.该复合相位共轭镜具有较高的受激布里渊散射反射率和受激布里渊散射损伤阈值以及较低的受激布里渊散射阈值等优点.实验中,在100 Hz重复频率下,最大获得了42.05%的受激布里渊散射反射率.根据实验条件,由耦合波方程及边界条件得到的物理模型,经数值求解后得到的结果和实验符合较好.且由理论结果提出了一种提高该复合型相位共轭镜工作状态的有效方法.
基于频率失谐的光混沌同步开关的特性研究
邱 鑫, 夏光琼, 吴加贵, 吴正茂
2008, 57 (3): 1725-1729. doi: 10.7498/aps.57.1725
摘要 +
针对实验报道的光混沌同步开关现象,建立了基于半导体激光器的光混沌同步开关的理论模型.利用该模型,数值模拟了不同外腔反馈强度和注入强度下的光混沌同步开关特性.结果表明:固定外腔反馈强度,不同注入强度下的混沌同步开关的对比度和宽度均不同;当注入强度与外腔反馈强度相同时,开关的对比度达到最大值;进一步地,当外腔反馈强度和注入强度同步增强时,混沌同步开关的对比度和宽度均单调增大.
双色量子阱红外探测器顶部光子晶体耦合层的设计优化
王 科, 郑婉华, 任 刚, 杜晓宇, 邢名欣, 陈良惠
2008, 57 (3): 1730-1736. doi: 10.7498/aps.57.1730
摘要 +
采用三维时域有限差分算法(3D-FDTD)对GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器(QWIP)的顶部光子晶体光输入耦合层结构的电磁场分布进行了仿真分析,得到了多种不同周期、占空比、深度的二维光子晶体结构耦合效率及电磁场分布.探索了一种双色探测器的光子晶体光输入耦合层结构的设计思路,使之可对中波/长波或长波双色8/12 μm同时提供较高的耦合效率.
光子晶体自准直光束偏振分束器
沈晓鹏, 韩 奎, 李海鹏, 沈义峰, 王子煜
2008, 57 (3): 1737-1741. doi: 10.7498/aps.57.1737
摘要 +
结合能带图和等频图分析,基于光子晶体自准直效应和光子带隙,设计了一种紧凑、高效的偏振分束器.时域有限差分法(FDTD)模拟表明,该设计可以在一个较大的频率范围f=0.268—0.278(c/a) 内实现TE模和TM模的高效(85%)、大角度(90°)分离.在光通讯波长λ=1.55 μm,该设计尺寸仅为9 μm×9 μm.这些特性使其在光通讯领域中具有重要的应用前景.
Gires-Tournois干涉镜补偿色散的自启动飞秒Cr4+:YAG激光器实验研究
詹敏杰, 周斌斌, 张 炜, 魏志义
2008, 57 (3): 1742-1745. doi: 10.7498/aps.57.1742
摘要 +
利用一片GTI镜补偿腔内色散,并使用宽带半导体可饱和吸收片,实现了锁模自启动的飞秒Cr4+:YAG激光输出.在9W平均功率的1030nm激光抽运下,获得输出脉冲功率为95 mW,光谱半高全宽45 nm,中心波长1508 nm,实测脉冲宽度为65 fs.
长波条件下二维声子晶体中的弹性波传播及各向异性
蔡 力, 韩小云, 温熙森
2008, 57 (3): 1746-1752. doi: 10.7498/aps.57.1746
摘要 +
利用多散射方法研究了长波条件下二维声子晶体中弹性波的传播特性.由长波条件下散射体幂散射特性和结构周期特性分析得到了等效波速的解析表达式.通过对幂散射波各阶分波之间由于结构周期特性而产生的耦合作用进行分析,发现幂散射波的正负二阶分量之间的耦合作用具有明显的方向性,长波条件下弹性波的传播特性是否具有各向异性取决于幂散射波的二阶分量在多散射过程中是否有明显的作用.
点对点移动水声通信技术研究
殷敬伟, 惠俊英, 郭龙祥
2008, 57 (3): 1753-1758. doi: 10.7498/aps.57.1753
摘要 +
点对点移动水声通信是实现由活动和静止节点共同构成的水声数据通信网的关键技术之一. 对移动水声通信声信道特性进行了分析,指出不同途径到达的声线对应的多普勒频偏不一致,进一步加大了多途扩展产生的码间干扰的复杂性,不利于水声通信. 提出单阵元被动式相位共轭镜信道均衡技术,可实时自动补偿多普勒频偏,并聚焦多途信号. 将单阵元被动式相位共轭应用于Pattern时延差编码移动水声通信系统,进行了移动水声通信试验,湖试结果验证了其消除码间干扰性能及本文水声通信系统的鲁棒性.
流体、等离子体和放电
普朗克谱分布的辐射场对束缚电子布居的影响
王 薇, 赵 刚, 张 杰
2008, 57 (3): 1759-1764. doi: 10.7498/aps.57.1759
摘要 +
研究了外加普朗克辐射场对不同温度和密度下的等离子体的主量子壳层束缚电子的布居数的分布以及随时间的演化规律的调制作用.结果表明:当具有普朗克谱分布的辐射场的辐射温度接近于等离子体的电子温度,且辐射场的强度等于等效温度下的黑体谱辐射强度时,随着等离子体的时间演化,等离子体中主壳层束缚电子布居数分布由non-LTE分布过渡到LTE分布.
S波段相对论速调管振荡器研究
黄 华, 甘延青, 雷禄容, 金 晓, 鞠炳权, 向 飞, 冯弟超, 刘 忠
2008, 57 (3): 1765-1770. doi: 10.7498/aps.57.1765
摘要 +
介绍利用20 GW加速器二极管产生的电子束源,开展S波段相对论速调管振荡器(RKO)的理论设计、粒子模拟和实验研究的情况.该RKO采用3个紧密耦合的圆柱腔作为振荡腔,束流经过一段漂移管的群聚后采用三轴输出腔提取微波.该振荡器具有起振时间快、结构紧凑、束波转换效率较高等优点.采用无箔空心阴极和0.9 T的恒流源磁场引出的电压1 MV、束流13kA、脉宽40 ns的环形电子束驱动RKO,单次运行输出了3.5 GW的辐射微波功率,效率27%,频率2.86 GHz,瞬时带宽2%;脉冲重复频率20 Hz运行时,输出
用于激光聚变驱动器的全光纤、全固化光脉冲产生系统
陈光辉, 林宏奂, 王建军, 隋 展, 李明中, 丁 磊, 唐 军, 邓青华, 罗亦鸣, 董一方, 李 峰
2008, 57 (3): 1771-1777. doi: 10.7498/aps.57.1771
摘要 +
报道一种全固化、全光纤的用于高功率激光驱动的惯性约束聚变驱动器的光脉冲产生系统,采用单纵模振荡器输出连续激光信号,经过相位调制器和振幅调制器,得到一个时间波形上已整形且具有一定带宽(约0.1 nm)的激光脉冲,经光纤放大器放大并经光纤分束器分束后同时输出四路激光脉冲,各路激光脉冲先通过时间同步调整单元精确控制时间同步关系后,经可编程光纤衰减器调节各路之间的功率平衡后再通过光纤放大器做进一步放大并通过150 m光纤传输输出至预放系统.该光纤系统可输出0.3—20 ns、带宽0.1 nm、能量数纳焦的几乎任意
碳纳米管阴极的短脉冲爆炸场发射与等离子体膨胀
廖庆亮, 黄运华, 齐俊杰, 高战军, 张 跃, 夏连胜, 张 篁
2008, 57 (3): 1778-1783. doi: 10.7498/aps.57.1778
摘要 +
采用碳纳米管制备了一种强流电子束发射阴极,并对碳纳米管阴极在双脉冲条件下的强流发射性能进行了研究.在双脉冲条件下获得了245 A/cm2的强发射电流密度,阴极的开启时间约为40 ns.采用高速分幅相机和CCD相机对强流电子束在空间和时间的分布进行了研究.研究表明连续脉冲实验时,离子体及其膨胀对发射电子束的强度和分布影响很大,双脉冲时脉冲间隔时间内等离子体的膨胀速率约为8.17 cm/μs.等离子体形成时没有优先位置,电子束发射的局部增强位置是随机的.结果表明碳纳米管阴极可以作为强流阴
利用溅射原子角分布规律改进平行板静电场法
谢国锋
2008, 57 (3): 1784-1787. doi: 10.7498/aps.57.1784
摘要 +
用Trim程序计算溅射原子的角分布规律,发现溅射原子出射角服从过余弦分布,利用这一规律,改进了收集方法,使得离子收集效率大大提高.
局域环境中微波等离子体电子密度诊断实验研究
杨 涓, 许映乔, 朱良明
2008, 57 (3): 1788-1791. doi: 10.7498/aps.57.1788
摘要 +
为了研究局域真空环境中微波等离子体喷流电子数密度的分布规律及其影响因素,利用发射/郎缪尔探针测量等离子体的空间电位,再测量等离子体的电流-电压特性曲线,根据空间电位测量结果,在等离子体的电流-电压特性曲线上能准确地获取饱和电流,从而处理出电子数密度.最后的诊断实验表明:在有约束边界条件下,微波等离子体发生器以60 W以下的微波功率击穿流量范围是21—105 mg/s的氩气时,所产生的喷流中电子数密度分布在8.8×1014—7.53×1016/m3
利用凸晶摄谱仪获取Z箍缩等离子体X辐射单色图像
薛飞彪, 郭 存, 李正宏, 杨建伦, 徐荣昆, 章法强, 叶 凡, 金永杰
2008, 57 (3): 1792-1795. doi: 10.7498/aps.57.1792
摘要 +
考虑晶体摇摆曲线的影响,用光线追迹方法讨论了凸晶摄谱仪的能谱分辨率、单色图像径向空间分辨本领以及晶体与X射线源之间的距离对它们的影响.根据讨论建立了云母凸晶摄谱仪,在“强光一号”装置上对系统进行了成功地测试,获得铝丝阵负载Z箍缩等离子体X辐射单色图像.时间积分图像表明,Z箍缩Al等离子体K壳层Lyα和Heβ线辐射来自等离子体核心直径约2.3 mm的区域.
感应耦合等离子体增强射频磁控溅射沉积ZrN薄膜及其性能研究
刘 峰, 孟月东, 任兆杏, 舒兴胜
2008, 57 (3): 1796-1801. doi: 10.7498/aps.57.1796
摘要 +
利用感应耦合等离子体(ICP)增强射频磁控溅射技术在Si(111)片和M2钢表面制备了ZrN薄膜,研究了基片的温度和ICP功率对ZrN薄膜的结构以及性能影响.研究发现:在基片温度≤300℃沉积的ZrN薄膜择优取向为(111);基片温度达到450℃时薄膜出现ZrN(200)衍射峰,ZrN(111)晶面的织构系数明显降低.传统磁控溅射沉积薄膜为柱状结构,当ICP为200 W,基片温度为300℃时沉积薄膜中柱状晶体消失;随着基片温度的升高,N/Zr元素比例降低,并且薄膜的电阻率下降;相对于传统溅射,ICP增强射
介质阻挡放电中电介质参量对放电时间特性的影响
董丽芳, 王红芳, 刘微粒, 贺亚峰, 刘富成, 刘书华
2008, 57 (3): 1802-1806. doi: 10.7498/aps.57.1802
摘要 +
采用介质参量不对称的装置,在大气压氩气介质阻挡放电中,研究了不同电介质温度及不同电介质材料对放电时间特性的影响.实验发现,外加电压较低时,正负半周的放电时间波形没有明显的差别;外加电压较高时,正负半周的放电脉冲个数不同.分析表明,电介质温度以及材料均影响壁电荷的积累,进而使放电特性发生改变.
强流电子束碰撞电离背景气体研究
宋法伦, 张永辉, 向 飞, 常安碧
2008, 57 (3): 1807-1812. doi: 10.7498/aps.57.1807
摘要 +
利用数值计算与粒子模拟两种方法,结合实际的实验数据,对高功率微波二极管中相对论电子束与背景气体相互作用碰撞产生的等离子体密度进行了研究.研究结果表明:碰撞产生的等离子体密度数值计算结果与粒子模拟结果基本一致,背景气压在0.01 Pa—0.05 Pa时,碰撞产生的等离子体密度在4—12×109cm-3,即便在考虑电子离子复合的情况下,数值计算结果与粒子模拟结果依然符合得很好.另外,粒子模拟结果表明:随着气压的增加,等离子体密度呈现先增大再减小然后又逐渐增大的过程,
凝聚物质:结构、热学和力学性质
Mg-Ni-Nd非晶合金晶化温度与晶化驱动力的预测
吴东昌, 黄林军, 梁工英
2008, 57 (3): 1813-1817. doi: 10.7498/aps.57.1813
摘要 +
通过对Buschow提出的预测二元非晶态合金晶化温度的“最小空位”模型进行扩展,并进一步结合Miedema理论得到了一种预测三元非晶态合金晶化温度和晶化驱动力的理论方法.利用该方法计算了(Mg70.6Ni29.4)1-xNdx(x=5,10,15)非晶态合金的晶化温度、晶化驱动力以及晶化焓.其中晶化温度和晶化焓的理论预测值与实验值的相对误差分别小于8%和7%.同时发现较高的晶化驱动力会降低
掺氢、掺氮碳纳米线的合成及其焊接
王震遐, 潘强岩, 朱志远, 勇振中, 胡建刚
2008, 57 (3): 1818-1822. doi: 10.7498/aps.57.1818
摘要 +
利用一种有效而别致的双离子(N+和Ar+)辐照和热处理技术合成并焊接无定形碳纳米线(ACNWs).实验样品用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)进行了表征证实,适当搭配的双离子辐照与热处理的结合将会引起多壁碳纳米管无定形化并导致相互交叉纳米线的焊接.此外碳结构相变中的原子演化也在目前已有的概念基础上进行了简单地讨论.
快离子导体AgxTiS2中Ag+离子-空位的二维基态结构与能量性质研究
姜恩永, 宋庆功
2008, 57 (3): 1823-1828. doi: 10.7498/aps.57.1823
摘要 +
根据Ag+离子-空位的二维有序结构建立了三维晶胞模型.采用局域密度近似下的平面波赝势方法,对有序AgxTiS2(x=0,1/4,1/3,1/2,2/3,3/4,1)系列进行了几何结构优化和总能量计算,并与LixTiS2系列进行了对比研究.有序AgxTiS2系统的晶格参量增量Δa
质子辐照对纯铝薄膜微观结构的影响
关庆丰, 陈 波, 范鲜红
2008, 57 (3): 1829-1833. doi: 10.7498/aps.57.1829
摘要 +
利用透射电子显微镜(TEM)详细分析了不同剂量的质子辐照纯铝薄膜样品的微观结构, 质子的能量E=160 keV.实验表明,质子辐照能够在Al薄膜中诱发空位位错圈,在实验范围内,位错密度随辐照剂量的增加而增加;质子辐照在1×1011—4×1011/mm2范围内随辐照剂量的增加,位错圈数量密度以及位错圈尺寸都随之增加.在较高剂量6×1011/mm2辐照下,位错圈数量密度减小,但其尺寸显著
晶体非线弹性变形的原子级模拟研究
文玉华, 张 杨, 朱梓忠
2008, 57 (3): 1834-1839. doi: 10.7498/aps.57.1834
摘要 +
采用分子静力学结合量子修正Sutten-Chen型多体势研究了Ni单晶体在受单向拉伸和压缩载荷作用下的弹性响应.考虑了三种加载方式,即[001],[011]和[111]单向加载.模拟的结果表明:晶体在[011]单向加载下的弹性变形表现出强烈的非线性效应,然而沿[001]和[111]单向加载时,它的横向变形表现为各向同性.进一步讨论了杨氏模量和泊松比与应变的关系,并和第一性原理计算的结果做了比较.
键合界面对面发射激光器光与热性质的影响
何国荣, 郑婉华, 渠红伟, 杨国华, 王 青, 曹玉莲, 陈良惠
2008, 57 (3): 1840-1845. doi: 10.7498/aps.57.1840
摘要 +
通过界面有效吸收系数的计算及界面对腔模的反射率的影响可知,采用双面键合技术制备面发射激光器应使键合界面处于驻波场分布零点位置,同时界面厚度应该小于20 nm以使器件光学性能受界面吸收系数的影响较小.采用有限元方法分析VCSEL温度分布,结果证实薄的键合界面使VCSEL有源区温度对界面的热导率和电导率改变不敏感,而厚的键合界面将可能使有源区温度有较大地升高,给器件带来严重的不良影响.亲水键合和疏水键合的SEM照片说明疏水处理界面较薄,适合用于器件的制备.而亲水处理界面厚度>40 nm,对器件的光、热特性不利
杂质对吸附系统O/RhxPt1-x衬底合金(110)表面偏析的影响
张 辉, 张国英, 王 丹, 杨 爽, 何君琦
2008, 57 (3): 1846-1850. doi: 10.7498/aps.57.1846
摘要 +
构造了考虑吸附与偏析相互作用情况下无序二元合金RhxPt1-x(110)吸附氧表面的原子集团模型,其中O的覆盖度为0.5;构造了考虑杂质Ni,Cu,W对合金可能产生影响的吸附表面原子集团模型,杂质的掺入采用替位式.应用recursion方法计算了合金表面的环境敏感镶嵌能和电子结构.环境敏感镶嵌能计算表明杂质Ni,Cu和W均使O吸附RhxPt1-x(110)合金表面
蓝宝石衬底上Gd2O3掺杂CeO2氧离子导体电解质薄膜的生长及电学性能
姜雪宁, 王 昊, 马小叶, 孟宪芹, 张庆瑜
2008, 57 (3): 1851-1856. doi: 10.7498/aps.57.1851
摘要 +
采用反应磁控溅射方法,在(0001)蓝宝石单晶衬底上,制备了纳米多晶Gd2O3掺杂CeO2(GDC)氧离子导体电解质薄膜,采用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)对薄膜物相、结构、粗糙度、表面形貌等生长特性进行了表征,利用交流阻抗谱仪测试了GDC薄膜不同温度下的电学性能;实验结果表明,GDC薄膜为面心立方结构,在所研究的衬底温度范围内,均呈强(111)织构生长;薄膜表面形貌随衬底温度发生阶段性变化:衬底温度由室温升高到300℃时,
凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
宽谱染料激光器的数值模型及实验验证
王墨戈, 陆启生, 许晓军, 郭少锋
2008, 57 (3): 1857-1861. doi: 10.7498/aps.57.1857
摘要 +
应用染料激光器半经典理论,数值模拟了脉冲染料激光器双频及宽谱共增益区的谱线竞争效应,与实验结果符合较好.在双频相关调谐工作条件下,调谐范围增大近25%.在宽谱工作条件下,随着输出耦合损耗增大,谱线宽度逐渐减小.
高氧空位浓度对锐钛矿TiO2莫特相变和光谱红移及电子寿命影响的第一性原理研究
侯清玉, 张 跃, 张 涛
2008, 57 (3): 1862-1866. doi: 10.7498/aps.57.1862
摘要 +
基于密度泛函理论的第一性原理研究,通过对锐钛矿TiO2高氧空位浓度、态密度图及吸收光谱图的分析,发现锐钛矿TiO2高氧空位浓度的条件下,高氧空位浓度对禁带变窄、吸收光谱红移和电子寿命都有很大的影响,从理论上进一步解释了高氧空位浓度对禁带变窄的原因.同时,锐钛矿半导体在高氧空位浓度时发生莫特相变和锐钛矿氧空位在等离子体中吸收光谱红移实验进行比较,发现锐钛矿TiO2应适量控制高氧空位浓度对吸收光谱红移好于前者.适量控制高氧空位浓度的锐钛矿TiO
过渡族金属替代元素M对YFe11M系统的磁性质的影响
黄 整, 麻焕锋, 张秀兰, 高国强, 强伟荣, 陈 波, 孙光爱
2008, 57 (3): 1867-1871. doi: 10.7498/aps.57.1867
摘要 +
基于密度泛函理论(DFT),采用线性缀加平面波展式结合改进的局域轨道方法(APW+lo),对具有ThMn12结构的永磁材料YFe11M(M=Sc,V等)的结构和磁性进行了计算和分析.探讨了过渡族金属替代元素M在YFe11M中系统的最佳可能占位.讨论了不同替代元素M对YFe11M系统的磁性质的影响.
一种N沟VDMOS电离辐射界面陷阱电流传导性研究
杨谟华, 谭开洲, 徐世六, 张正璠, 刘玉奎, 钟 怡, 胡刚毅, 何开全
2008, 57 (3): 1872-1877. doi: 10.7498/aps.57.1872
摘要 +
利用X射线对一种N沟VDMOS在不同的负载功率下进行了辐射试验,采用电流-电压(I-V)测试方法发现这种H2-O2(氢氧合成)氧化栅介质VDMOS样品存在自退火效应时,新增界面陷阱特性与通常的理论不能够很好地一致.根据所测数据,明确提出了有自退火效应样品的新增界面陷阱除了电荷效应外还具有传导电流能力的观点,初步认为该电流是表面费米能级和陷阱能级相互作用导致的产生复合电流,该电流不能简单地从I-V曲线上定量分
一种新型的高频半导体量子点单电子泵
Pepper M, Anderson D, Jones G, Ritchie D A, Giblin S, Janssen T J B M, Blumenthal M D, Kaestner B, 高 洁, 李 玲
2008, 57 (3): 1878-1885. doi: 10.7498/aps.57.1878
摘要 +
除了直流负电压外,还在浅法刻蚀出的GaAs/AlGaAs量子线上的两个金属指形门上分别叠加两个相位相差π的正弦信号,从而对形成量子点的两个势垒作不等幅调制.在无源漏偏压的情况下,通过周期形成的量子点实现了单电子的搬运.由于新的半导体量子点单电子泵不是依赖库仑阻塞效应通过隧穿进行单电子输运,因此,该器件就不会受到固定隧穿时间引起的低工作频率限制.在1.7K温度下,频率达到3GHz仍然可以观测到量子化电流平台,对应的电流值达到0.5nA量级.这种新器件提供了实现高速度、高精度搬运单电子的另一种可能途径.
Al2O3绝缘层的AlGaN/GaN MOSHEMT器件研究
冯 倩, 郝 跃, 岳远征
2008, 57 (3): 1886-1890. doi: 10.7498/aps.57.1886
摘要 +
在研制AlGaN/GaN HEMT器件的基础上,采用ALD法制备了Al2O3 AlGaN/GaN MOSHEMT器件.通过X射线光电子能谱测试表明在AlGaN/GaN异质结材料上成功淀积了Al2O3薄膜.根据对HEMT和MOSHEMT器件肖特基电容、器件输出以及转移特性的测试进行分析发现:所制备的Al2O3薄膜与AlGaN外延层间界面态密度较小,因而MOSHEMT器件呈现出较
漂移区表面阶梯掺杂LDMOS的击穿电压模型
李 琦, 张 波, 李肇基
2008, 57 (3): 1891-1896. doi: 10.7498/aps.57.1891
摘要 +
提出表面阶梯掺杂(SD:Step Doping on surface)LDMOS的二维击穿电压模型.基于求解多区二维Poisson方程,获得SD结构表面电场的解析式.借助此模型,研究其结构参数对击穿电压的影响;计算优化漂移区浓度和厚度与结构参数的关系,给出获得最大击穿电压的途径.数值结果,解析结果和试验结果符合较好.漂移区各区和衬底电场相互调制,在漂移区中部产生新的峰值,改善电场分布;高掺杂区位于表面,降低了正向导通电阻.结果表明:SD结构较常规结构击穿电压从192V提高到242V,导通电阻下降33%.
侧向铁磁/铁磁超晶格的推迟模式
刘晶会, 贾 城, 刘艳芬
2008, 57 (3): 1897-1901. doi: 10.7498/aps.57.1897
摘要 +
用等效介质理论计算了半无限侧向铁磁/铁磁超晶格的推迟模式.且以Co/Ni体系超晶格为例具体计算了该超晶格的表面模式和体模式,展示出一些与磁性/非磁性超晶格不同的有趣性质.侧向磁性/磁性超晶格具有较复杂的推迟模式,这是一种具有高度一般性的体系,在改变构成超晶格的两种铁磁层的厚度的比值、外场时,可以调节两支表面模式的频率以及体模式的频带,这种调节作用是与两种铁磁层的饱和磁化值有关的.当饱和磁化值相差较大时,调制效果是很明显的.当第二种铁磁介质饱和磁化值趋于零时,该体系演变成熟知的磁性/非磁性超晶格.当取麦克斯
氟聚合物压电驻极体的压电性及其电荷的动态行为
张晓青, 黄金峰, 王飞鹏, 夏钟福
2008, 57 (3): 1902-1907. doi: 10.7498/aps.57.1902
摘要 +
描述了一种可控微结构的多孔聚合物压电功能膜的制备方法,讨论了采用该工艺制备的聚四氟乙烯(PTFE)和全氟乙丙烯共聚物(FEP)复合膜压电驻极体的压电性能及其热稳定性.通过等温压电系数衰减和短路热刺激放电(TSD)方法,研究了氟聚合物复合膜压电活性热稳定性改善的根源,以及脱阱电荷输运和复合的特性.结果表明,这类氟聚合物压电驻极体膜的准静态压电系数d33可高达2200pC/N;压电系数d33的压强特性在直到20kPa的压强范围内呈现良好的
InGaAs/GaAs量子链的光学特性研究
Z. M. Wang, G. J. Salamo, 王宝瑞, 孙 征, 徐仲英, 孙宝权, 姬 扬
2008, 57 (3): 1908-1912. doi: 10.7498/aps.57.1908
摘要 +
研究了InGaAs/GaAs量子链的稳态和瞬态光谱特性,特别是载流子的动力学过程.实验发现荧光寿命有很强的探测能量依赖关系,荧光寿命随发光能量的增加而减小;实验还发现,当激发功率较小时,荧光寿命随激发功率增大而增大,当激发功率足够大时,荧光寿命趋于饱和.这些结果清楚地表明,在量子链结构中,参与发光的载流子之间存在明显的耦合和输运现象,进一步分析表明,这种输运主要是由于载流子沿量子链方向的耦合造成的.发光的偏振特性研究进一步证实了载流子沿量子链方向输运过程.
同时掺杂磷光和荧光染料的白色有机电致发光器件性能研究
张丽娟, 华玉林, 吴晓明, 张国辉, 王 宇, 印寿根
2008, 57 (3): 1913-1917. doi: 10.7498/aps.57.1913
摘要 +
以磷光染料Ir(piq)2(acac)作为发光掺杂剂,掺入空穴传输性主体材料NPB中得到红色发光层,荧光材料TBP掺入到主体CBP中作为蓝色发光层,制备了结构为ITO/NPB/NPB:Ir(piq)2(acac)/CBP/CBP:TBPe/BCP/ALq/Mg:Ag的双发光层白色有机电致发光器件.其中ALq3、未掺杂的NPB和CBP及BCP层分别作为电子传输层、空穴传输层和激子阻挡层.实验中通过调节发光层厚度及Ir(piq)2
一种红光螯合电磷光聚合物光电性能的研究
罗 潺, 甄红宇, 朱德喜, 叶 辉, 王军培
2008, 57 (3): 1918-1923. doi: 10.7498/aps.57.1918
摘要 +
研究了螯合电磷光聚合物PFBtpIrm的光致发光、电化学和电致发光特性,并通过优化器件结构提高聚合物的电致发光性能.发现在聚合物中加入PBD使发光效率降低;而加入PVK空穴传输层后,由于能量有效地转移到电磷光聚合物中,器件性能提高.基于器件ITO/PEDOT/PVK/ PFBtpIrm5/Ba/Al,在电流密度为10.0mA/cm2时,最大外量子效率为4.25%,饱和红光的色坐标为(0.69,0.29).
亚微米电子发射材料的合成及发射性能
王小霞, 廖显恒, 罗积润, 赵青兰
2008, 57 (3): 1924-1929. doi: 10.7498/aps.57.1924
摘要 +
介绍一种气-液相合成技术合成多元碳酸盐及其制备阴极的发射性能.实验表明:采用该方法合成碳酸盐结晶小,形貌呈细丝状,丝径小于1μm,这种亚微米丝状碳酸盐能明显提高氧化物阴极的发射性能.通过对阴极激活后阴极表面的SEM分析,初步讨论了亚微米碳酸盐的发射机理.
Peierls相变与磁场中碳纳米管的场发射
孙海军, 梁世东
2008, 57 (3): 1930-1934. doi: 10.7498/aps.57.1930
摘要 +
应用紧束缚模型和WKB方法研究碳纳米管的out-of-plane型Peierls相变,及其对碳纳米管的场发射的影响.结果发现Peierls相变会在室温出现,并使碳纳米管费米面附近出现能隙,导致碳纳米管发生金属—半导体转变,从而抑制碳纳米管的场发射.磁场也会抑制Peierls形变,Peierls相变和磁场相互竞争影响碳纳米管的能带结构,从而影响碳纳米管的场发射.
物理学交叉学科及有关科学技术领域
掺硅类金刚石膜的制备与力学性能研究
赵栋才, 任 妮, 马占吉, 邱家稳, 肖更竭, 武生虎
2008, 57 (3): 1935-1940. doi: 10.7498/aps.57.1935
摘要 +
用脉冲电弧离子镀技术,通过调整掺硅石墨靶和纯石墨靶的数量,制备了一系列不同硅含量的类金刚石薄膜样品.研究发现:当硅含量达6.7at.%时,类金刚石薄膜的应力从4.5GPa降低到3.1GPa,薄膜的硬度还保持在3600Hv,和没有掺杂的类金刚石薄膜的硬度相比,基本保持不变;当硅含量小于6.7at.%时薄膜的摩擦系数相对于未掺杂的类金刚石薄膜也保持不变,为0.15.当薄膜中硅含量继续增加时,薄膜中C—Si键的含量增多,导致薄膜硬度和应力都有较大幅度地减小、摩擦系数增大、磨损性能也变差了.
热舟蒸发LaF3薄膜的紫外性能研究
尚淑珍, 赵祖欣, 邵建达, 范正修
2008, 57 (3): 1941-1945. doi: 10.7498/aps.57.1941
摘要 +
研究了沉积温度对热舟蒸发氟化镧薄膜结构和光学性能的影响,沉积温度从200℃上升到350℃,间隔为50℃.采用分光光度计测量了样品的透射率和反射率光谱曲线,并在此基础上进行了光学损耗、光学常数以及带隙和截止波长的计算.采用表面轮廓仪进行了表面形貌和表面粗糙度的标定,采用X射线衍射(XRD)方法测量了不同沉积温度下样品的微结构.发现在短波长波段,随着沉积温度的升高,光学损耗增加,晶粒尺寸增大,表面粗糙度略有增加.不过散射损耗在光学损耗中所占比例均很小,光学损耗的增加主要由吸收损耗引起.随着沉积温度的升高,折射
低损耗193 nm增透膜
尚淑珍, 邵建达, 范正修
2008, 57 (3): 1946-1950. doi: 10.7498/aps.57.1946
摘要 +
计算了适用于193nm增透膜设计与制备的基底与薄膜材料的光学常数,并在此基础上对193nm增透膜进行了设计、制备与性能分析.发现基底材料的吸收损耗对增透膜元件的影响很大,超过一定值时,增透膜元件的设计透过率将达不到理想水平.对单面增透膜的设计与制备结果表明,当吸收损耗降低到一定程度,散射损耗成为不可忽略的因素.采用热舟蒸发方法实现了性能良好的193 nm减反射膜,剩余反射率在0.2%以下.
纳米球刻蚀法制备的二维有序的CdS纳米阵列及其光学性质的研究
孙 萍, 徐 岭, 赵伟明, 李 卫, 徐 骏, 马忠元, 黄信凡, 陈坤基, 吴良才
2008, 57 (3): 1951-1955. doi: 10.7498/aps.57.1951
摘要 +
采用纳米球刻蚀(nanosphere lithography)技术,以自组装的聚苯乙烯纳米小球(polystyrene,PS小球)的单层膜为掩模,制备出二维有序的CdS纳米阵列.利用扫描电子显微镜(SEM)对样品结构进行了表征,用紫外—可见分光光度计对样品光学性质进行了分析.结果表明:制备的二维CdS纳米阵列是高度有序的,且与作为掩模的纳米小球的原始尺寸及排布结构一致;禁带宽度为2.60eV,相对于体材料的2.42eV,向短波长蓝移了0.18eV,表现出CdS材料在纳米结构点阵中的量子尺寸效应;CdS纳米
染料敏化太阳电池中TiO2膜内电子传输和背反应特性研究
梁林云, 戴松元, 方霞琴, 胡林华
2008, 57 (3): 1956-1962. doi: 10.7498/aps.57.1956
摘要 +
采用强度调制光电流谱(IMPS)和强度调制光电压谱(IMVS)研究电池内部电子传输机理和电子背反应动力学特性.利用理论表达式对不同TiO2多孔膜厚度(d)的电池实验数据进行了拟合,得到了电池的吸收系数(α)、电子扩散系数(Dn)、电子寿命(τn)、电子传输时间(τd)和入射单色光光电转化效率(IPCE)等微观参数的数值.研究表明:膜薄有利于加快电子传
发光二极管在差分吸收光谱系统中的应用研究
李素文, 谢品华, 刘文清, 司福祺, 李 昂, 彭夫敏
2008, 57 (3): 1963-1967. doi: 10.7498/aps.57.1963
摘要 +
研究了新型发光二极管(LEDs)作为主动差分吸收光谱技术(DOAS)光源的可行性及其应用.分析了LEDs发光特性、谱的形状、光谱范围和谱的稳定性.结果表明LEDs作为主动DOAS光源是可行的,只是当温度不恒定时,LEDs光谱中的法布里-珀罗标准具效应将影响DOAS精确反演,若把其结构提取参与拟合可以很好地去除其影响.并成功地利用LEDs-DOAS系统监测了大气NO2的浓度,与基于高压氙弧灯为光源DOAS系统测量结果的相关性达到0.99以上.当光程为0.7km时,检测限为1.1×10<
地球物理学、天文学和天体物理学
雷电在水平导体中产生感应电压的观测及数值模拟研究
王建国, 郄秀书, 杨 静, 赵 阳, 张其林, 袁 铁, 周筠珺, 冯桂力
2008, 57 (3): 1968-1975. doi: 10.7498/aps.57.1968
摘要 +
对自然雷电的9次回击过程在水平导体上产生的感应电压特征进行了分析,并利用数值模拟分析了各种参量对感应电压的影响.自然雷电9次回击在导体上产生的感应电压的变化范围为4.6—18.6 kV,平均值为11.2 kV.感应电压的半峰值宽度和下降时间的几何平均值分别为0.87和2.9 μs.数值模拟结果表明,回击在导体两端产生的感应电压随回击速度的增加而增大,随导体高度的增加而增大.当导体两端的接地电阻匹配时,感应电压随电阻的增加而增大,但并不满足线性关系.当导体两端的接地电阻不匹配时,高电阻端的感应电压远大于低电
近似熵检测气候突变的研究
张增平, 王启光
2008, 57 (3): 1976-1983. doi: 10.7498/aps.57.1976
摘要 +
引入近似熵方法应用于理想时间序列,检验了该方法具有区别不同动力学结构和检测其突变的特性.然后应用于中国气象局国家气候中心740站点1960—2000年的逐日气温和降水观测资料.分析结果表明,温度和降水分布存在明显的区域分布特征,反映出气候系统动力学结构区域间的差异;在20世纪70年代末到80年代初各站点具有不同程度的突变现象,说明了突变时空分布的不均一性以及气候系统演化的复杂性.
变分同化中水平误差函数的正交小波模拟新方法
黄思训, 杜华栋, 曹小群
2008, 57 (3): 1984-1989. doi: 10.7498/aps.57.1984
摘要 +
背景误差协方差是变分资料同化系统中的一个重要组成部分,能将观测信息从观测点传播到周围的模式格点和垂直层上.为了模拟背景误差协方差中水平误差函数的非均匀性和各向异性,提出了一种用正交小波变换模拟水平误差函数的新方法.试验结果表明:新方法能模拟出水平误差函数中固有的非均匀性和各向异性,极好地表示了背景误差协方差中固有的结构和特征.