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Vol. 59, No. 5 (2010)

2010年03月05日
总论
总论
基本粒子物理学与场
基本粒子物理学与场
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
一类扰动Burgers方程的孤子同伦映射解
周先春, 石兰芳
2010, 59 (5): 2915-2918. doi: 10.7498/aps.59.2915
摘要 +
研究一类扰动非线性Burgers方程求解问题,利用同伦映射方法和理论,得到原方程孤子的任意次精度的近似解.
一类非线性扰动Nizhnik-Novikov-Veselov系统的孤立波近似解析解
莫嘉琪, 陈贤峰
2010, 59 (5): 2919-2923. doi: 10.7498/aps.59.2919
摘要 +
采用了一个简单而有效的技巧,研究了一类非线性扰动Nizhnik-Novikov-Veselov系统. 首先引入一个相应典型系统的孤立波解. 然后利用同伦映射方法得到了原非线性扰动Nizhnik-Novikov-Veselov系统的近似解析解.
一个新的广义的Riccati方程有理展开法及其应用
王静
2010, 59 (5): 2924-2931. doi: 10.7498/aps.59.2924
摘要 +
利用符号计算软件Maple,在一个新的广义的Riccati方程有理展开法的帮助下,得到了关于复合的KdV系统及广义的KdV-Burgers系统的几个新的更广义类型的精确解. 该方法还可被应用到其他非线性发展方程中去.
广义Birkhoff自治系统平衡状态的流形稳定性
李广成, 陈雷明, 王东晓, 武大勇
2010, 59 (5): 2932-2934. doi: 10.7498/aps.59.2932
摘要 +
研究广义Birkhoff自治系统平衡状态流形稳定性. 建立广义Birkhoff自治系统的受绕运动方程和平衡方程. 由Liapunov稳定性理论给出广义Birkhoff自治系统的平衡状态流形稳定性的有关判据. 举例说明结果的应用.
完整系统Nielsen方程的统一对称性与守恒量
夏丽莉, 李元成, 王小明
2010, 59 (5): 2935-2938. doi: 10.7498/aps.59.2935
摘要 +
研究完整系统Nielsen方程的统一对称性与守恒量. 在完整系统Nielsen方程的基础上,首先给出了Nielsen方程的Noether对称性、Lie对称性和Mei对称性与守恒量,其次给出了Nielsen方程的统一对称性的定义和判据,得到Nielsen方程的统一对称性导致的Noether守恒量、Hojman守恒量和Mei守恒量. 举例说明结果的应用.
Lagrange系统Mei对称性的Ⅲ型结构方程和Ⅲ型Mei守恒量
崔金超, 贾利群, 杨新芳, 解银丽, 张耀宇
2010, 59 (5): 2939-2941. doi: 10.7498/aps.59.2939
摘要 +
研究Lagrange系统Mei对称性的Ⅲ型结构方程和Ⅲ型Mei守恒量. 在群的无限小变换下,由Lagrange系统Mei对称性的定义和判据,得到Lagrange系统Mei对称性的Ⅲ型结构方程和Ⅲ型Mei守恒量. 举例说明结果的应用.
非均匀圆柱壳中非线性波传播模型的同伦分析解法
那仁满都拉, 韩元春
2010, 59 (5): 2942-2947. doi: 10.7498/aps.59.2942
摘要 +
圆柱形壳中非线性波传播问题的研究具有重要的理论和现实意义. 本文用同伦分析方法,研究了描述非均匀圆柱壳中非线性波传播的一种新模型,得到了该模型的高精度近似孤波解和周期波解. 这表明同伦分析方法是研究非线性波传播问题的一种十分有效的方法.
基于传输线理论电力高频脉冲在电缆上的传输与反射研究
万健如, 刘英培, 周海亮
2010, 59 (5): 2948-2951. doi: 10.7498/aps.59.2948
摘要 +
针对电力高频脉冲在电缆上传输过程引起产生谐波等问题,基于传输线理论,在建立高频脉冲作用下电缆分布参数模型的基础上,探讨在高频脉冲驱动下长电缆传输产生的负面效应问题.论文结合三相交—直—交PWM变换电路带电动机负载状态下,较详细地分析讨论了PWM脉冲波在电缆上的传输和反射过程,研究电机端过电压的产生机理,分析引起电机定子绕组绝缘过早损坏,供电电源电压产生谐波的原因,并通过实验验证了理论分析的有效性.
两组分BECs在光晶格中的隧穿动力学及其周期调制效应
张科智, 王建军, 刘国荣, 薛具奎
2010, 59 (5): 2952-2961. doi: 10.7498/aps.59.2952
摘要 +
研究了两组分玻色-爱因斯坦凝聚体(BECs)在一维光晶格中的隧穿动力学及周期调制效应. 在两模近似下,运用数值分析的方法, 讨论了两组分间相互作用对体系的隧穿动力学行为的影响. 进一步讨论了两组分间相互作用在周期调制下系统的动力学特性, 分析了随着调制振幅和频率的变化, 系统发生隧穿、不稳定和自俘获的区域分布, 发现在中低频调制下, 系统的隧穿动力学发生了明显的改变.
基于混沌理论的微弱信号放大原理与方法研究
赵文礼, 夏炜, 刘鹏, 王林泽
2010, 59 (5): 2962-2970. doi: 10.7498/aps.59.2962
摘要 +
本文首先根据混沌理论的基本特征,特别是混沌运动对于初值的敏感依赖性和初值与混沌轨道之间一一对应的理论基础,建立了帐篷映射的非线性放大模型,研究了帐篷映射可实现非线性放大的具体特征以及输入与输出的二进制对应关系;然后分别对正弦信号和带有噪声的正弦信号进行了非线性放大的数值仿真和电路模拟试验,并与线性放大结果进行了对比分析和优缺点讨论,验证了微弱信号非线性放大的优越性.
双量子点电荷比特的散粒噪声谱
施振刚, 文伟, 谌雄文, 向少华, 宋克慧
2010, 59 (5): 2971-2975. doi: 10.7498/aps.59.2971
摘要 +
考虑基底声子热库的耗散效应,推导了双量子点电荷比特的主方程,并利用全计数统计方法计算了双量子点电荷比特的平均电流和Fano因子. 结果表明:声子热库的耗散引起平均电流关于其峰值的非对称分布和Fano因子双峰的非对称分布,并且随着声子热库温度T的升高,平均电流的非对称分布越强,Fano因子的峰值逐渐降低,直至超泊松分布行为消失.
利用弱交叉科尔效应实现多光子任意高维空间纠缠态的确定性制备
林青
2010, 59 (5): 2976-2981. doi: 10.7498/aps.59.2976
摘要 +
提出两种实现多光子高维空间纠缠态的制备方案.首先给出一种基于后验选择技术的实现方案,此方案以一定的概率实现.然后以基于弱交叉科尔效应的控制路径(C-path)门为基础,给出任意双光子任意维度的空间纠缠态的制备方案,并将此方案推广到任意多光子任意维度的空间纠缠态的制备.这一制备方案的最大优点在于可以确定性的得到纠缠态,并且不需要复杂的后验选择技术,可以很方便的应用于量子信息过程,同时该方案在目前的实验条件下是可行的.
Kerr-Newman黑洞的辐射谱
赵仁, 张丽春, 李怀繁
2010, 59 (5): 2982-2986. doi: 10.7498/aps.59.2982
摘要 +
运用Damour-Ruffini方法研究Kerr-Newman黑洞粒子的Hawking辐射.在保持时空中总能量,总角动量和总电荷守恒的条件下,考虑辐射粒子对时空的反作用后,得到黑洞辐射谱不再是严格的纯热谱. 在该结论中,不但含有辐射粒子能量的影响项,而且含有辐射粒子角动量对黑洞角动量的影响项. 所给表达式与用隧穿方法得到的表达式一致.满足量子力学的幺正性原理.
用砖墙方法和薄层方法计算Gibbons-Maeda黑洞时空中标量场的统计力学熵
贺锋, 赵凡, 颜千
2010, 59 (5): 2987-2990. doi: 10.7498/aps.59.2987
摘要 +
利用砖墙方法和薄层方法计算了Gibbons-Maeda黑洞背景时空中标量场的统计力学熵.用砖墙方法求得的统计力学熵有两项:其中一项与Gibbons-Maeda黑洞视界面积成正比,并且当截断因子满足一定的关系时,熵为其视界面积的四分之一;另一项是对数发散项.利用薄层方法所求得的熵只有与Gibbons-Maeda黑洞视界面积成正比的项,对数发散项被自然消去.
多种确定性广义Farey组织的网络金字塔
李永, 方锦清, 刘强
2010, 59 (5): 2991-3000. doi: 10.7498/aps.59.2991
摘要 +
提出复杂网络的另一类家族的确定性金字塔,它是由确定性的不同连接方式构造的广义Farey组织的网络金字塔(GFONP),理论推导了该类金字塔网络的拓扑性质及其转变特点,发现三种GFONP网络的度分布都服从指数分布形式,随着时间t的不断演化网络金字塔群聚系数不断减小并趋于一个常数,同时网络金字塔从异配向同配转变,度-度相关系数也趋于一个正的常数. 结果显示这类型网络的新特性具有应用潜力.
基于随机共振进行弱信号探测的实验研究
朱光起, 丁珂, 张宇, 赵远
2010, 59 (5): 3001-3006. doi: 10.7498/aps.59.3001
摘要 +
非线性随机共振系统可利用噪声增强微弱信号检测的能力,为强噪声背景下微弱信号的检测开创了新方法. 基于随机共振的基本原理设计了硬件电路系统,并将其应用于检测单频和多频微弱信号;通过输入模拟工程实际的带噪信号,采样所得的输出信号的频谱分析结果表明,利用随机共振技术可从强噪声背景下有效地提取出单频和多频弱信号. 多频弱信号的有效提取拓展了基于随机共振原理的弱信号检测技术的应用领域,结合数字滤波处理技术有效地消除了低频噪声对信号识别的影响. 基于随机共振的弱信号检测技术在信息识别与信息处理方面具有巨大的潜在的应用
基于电流传输器的蔡氏混沌电路的设计和实现
杨志民, 张洁, 马永杰, 摆玉龙, 马胜前
2010, 59 (5): 3007-3016. doi: 10.7498/aps.59.3007
摘要 +
针对传统的蔡氏混沌电路中的信号频率受限和电流信号波形不易测量的缺点,提出了用电流传输器实现的蔡氏电路.采用电流传输器实现了有源仿真电感和蔡氏分段线性电阻,使电路的性能更加稳定、工作频率提高.同时,不需要任何附加电路,就可以非常容易地测量和观察电路中的电流波形以及与电流有关的相图.对电路进行了设计、计算机仿真、硬件实现和实验测试.测试结果与计算机仿真结果一致,证明了电路的正确性和设计的有效性.本电路适用于保密通信.
基于数字信号处理器的语音无线混沌通信——系统设计与硬件实现
张朝霞, 禹思敏
2010, 59 (5): 3017-3026. doi: 10.7498/aps.59.3017
摘要 +
提出了一种基于数字信号处理器(DSP)的语音无线混沌数字通信系统设计与硬件实现的新方案. 根据Runge-Kutta算法和变量比例扩张变换,以多涡卷广义Jerk系统为例,对其连续混沌系统作离散化处理,产生作为语音数据加密与解密的混沌数字序列. 在芯片型号TMS320VC5509APGE的DSP技术平台上,利用无线发送器和无线接收器nRF2401,实现了语音无线混沌数字通信. 给出了技术设计与硬件实现结果,证实了该方案的可行性.
非线性耦合多重边赋权复杂网络的同步
姚洪兴, 卞秋香
2010, 59 (5): 3027-3034. doi: 10.7498/aps.59.3027
摘要 +
研究了一类具有非线性耦合的多重边赋权复杂网络,基于网络拆分思想并运用Lyapunov稳定性理论给出了网络的同步准则,数值仿真验证了结论的有效性.
宽输入Boost电路的参数正弦微扰调整与镇定
程为彬, 郭颖娜, 汤楠, 霍爱清, 汪跃龙, 康思民
2010, 59 (5): 3035-3042. doi: 10.7498/aps.59.3035
摘要 +
宽输入范围的Boost电路会跨越稳定和不稳定工作区,产生的混沌现象导致电路工作异常.以连续电流传导模式为基础,讨论Boost电路的参数正弦扰动调整与镇定过程,分析稳定状态和不稳定状态在不同正弦扰动幅度下的相互转化过程,推导电路工作状态转化的临界条件,研究宽输入范围时电路的可稳定条件.数字仿真说明参数正弦扰动不仅可以抑制不稳定电路的混沌现象,也可以使本身稳定的电路进入不稳定状态.对宽输入电压范围的Boost电路,可在一定区域内选择合适的扰动幅度,保证电路稳定可靠地起动、调整和镇定.
基于最小二乘支持向量机的分数阶混沌系统控制
阎晓妹, 刘丁
2010, 59 (5): 3043-3048. doi: 10.7498/aps.59.3043
摘要 +
提出了基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的分数阶混沌系统控制方法.基于分数阶线性系统稳定理论,通过线性分离的方法将系统分解为稳定的线性部分和相应的非线性部分,再利用支持向量机良好的非线性函数逼近和泛化能力设计了主动控制器,对非线性部分进行补偿,从而将分数阶混沌系统控制到平衡点.分别以分数阶Liu系统和分数阶Chen系统为例进行了仿真研究,表明该方法是有效和可行的.
混沌中信号的投影滤波
王国光, 王丹, 何丽桥
2010, 59 (5): 3049-3056. doi: 10.7498/aps.59.3049
摘要 +
根据混沌的确定性和几何结构特征,提出了预测性邻点选取方法和基于Delaunay三角化的邻点选取方法,改进了降低混沌中噪声的投影方法,建立了新的正交局部投影算法,给出了优化参数选择法则.这种方法成功地应用于提取Lorenz混沌中的微弱信号,在信噪比不低于-80 dB条件下,能够准确提取信号信息.数值实验表明该投影滤波方法具有高度的稳定性和可靠性,是提取混沌中微弱信号的十分有效方法.
非线性电路通向混沌的演化过程
张晓芳, 陈章耀, 毕勤胜
2010, 59 (5): 3057-3065. doi: 10.7498/aps.59.3057
摘要 +
给出了四阶非线性电路通向复杂性的两种演化模式,指出这两种模式与三个共存的平衡点有关.在第一种模式中,不稳定的平衡点由Hopf 分岔导致了稳定的周期运动,经过倍周期分岔通向混沌,其所有的吸引子都保持对称结构;而在第二种模式中,另两个平衡点由Hopf 分岔产生相互对称的极限环,并分别导致了两个混沌吸引子,其分岔过程步调一致,而且所有的吸引子都相互对称.随着参数的变化,这两个混沌吸引子相互作用形成一个扩大的混沌吸引子,导致与第一种分岔模式中定性一致的混沌运动.
时变电流注入下光电负反馈垂直腔表面发射激光器的偏振双稳特性
黄雪兵, 夏光琼, 吴正茂
2010, 59 (5): 3066-3069. doi: 10.7498/aps.59.3066
摘要 +
基于光电负反馈垂直腔表面发射激光器(VCSELs)的理论模型,数值研究了时变电流注入下反馈率大小和注入电流扫描周期对VCSELs偏振双稳特性的影响.研究结果表明:增大反馈率将使双稳区域向更大电流方向移动,同时双稳区宽度增加;增大注入电流扫描周期将使双稳区宽度减小.因此,通过调整光电负反馈的大小以及注入电流的扫描周期,可实现对VCSELs偏振双稳特性的控制.
用钙离子通道激动剂抑制心脏组织中的螺旋波和时空混沌
钟敏, 唐国宁
2010, 59 (5): 3070-3076. doi: 10.7498/aps.59.3070
摘要 +
本文以LuoRudy91模型为基础,研究心脏组织中的螺旋波和时空混沌的抑制.提出应用钙离子通道激动剂来提高慢速内行钙离子流的最大电导率Gsi,达到抑制螺旋波和时空混沌的目的.研究结果表明:该方法可以有效抑制心脏组织中的螺旋波和时空混沌,即使系统出现含时外行钾离子流的最大电导率GK分布不均匀,该控制方法仍然有效.对控制机理进行了分析.
地球变化磁场Z分量的混沌动力学特性分析
牛超, 李夕海, 刘代志
2010, 59 (5): 3077-3087. doi: 10.7498/aps.59.3077
摘要 +
对地球变化磁场进行了混沌动力学特性分析,主要进行了以下两个方面的工作:1)运用多种方法对多个地磁台站同一时段变化磁场分量数据(分为磁扰较小和磁扰较大时段)进行了混沌特性分析,主要是为了以更充分的判据来验证地球变化磁场是否具有混沌特性;2)同一地磁台站不同时段变化磁场分量数据的混沌特性分析,主要是验证地球变化磁场是否具有变参数混沌特性.分析结果表明:1)变化磁场时间序列确实具有混沌特性;2)从混沌时间序列相空间重构的角度可初步认为模拟地球变化磁场动力学系统所必须的独立变量应该为6左右;3)变化磁场时间序列不
横向补给系统高架索的稳定性与分岔研究
张良欣, 任爱娣, 何学军
2010, 59 (5): 3088-3092. doi: 10.7498/aps.59.3088
摘要 +
考虑集中质量对系统动力学行为的影响,建立了横向补给系统高架索振动的理论模型.利用Galerkin方法和多尺度方法对动力学方程进行渐近分析.通过对系统Jacobi矩阵特征值的讨论,分析了系统的稳定性.根据系统渐近解的消除永年项条件,得到了系统的振幅分岔方程.借助Mathematica软件,对系统的局部分岔行为进行研究,得到了系统的转迁集以及相应的局部分岔图,研究表明横向补给系统高架索的振动中存在的多种分岔现象.
考虑停靠站影响的公交运输系统模型
丁建勋, 黄海军
2010, 59 (5): 3093-3098. doi: 10.7498/aps.59.3093
摘要 +
受停靠站影响,公共交通系统运行过程中容易产生集簇现象.本文细致地考虑了公交停靠站长度和停靠站在线路上的分布情况,构建了一个新的公交运输系统元胞自动机模型.数值模拟结果表明,在引入停靠站长度和停靠站分布两种因素后,模型在微观层面上更清晰地刻画了车辆在公交线路上的时空分布,再现了公交运行中的集簇现象,定量地评价了停靠站分布对车辆平均速度的影响.本研究对进一步认识集簇现象的形成机理和优化停靠站设计具有指导意义.
InAs/InxGa1-xSb二类超晶格红外探测器的吸收波长与电子-空穴波函数交叠的研究
黄建亮, 卫炀, 马文全, 杨涛, 陈良惠
2010, 59 (5): 3099-3106. doi: 10.7498/aps.59.3099
摘要 +
运用包络函数模型和传输矩阵方法计算了二类超晶格的能级结构.考虑到InAs与InxGa1-xSb结合存在应变,在计算中InAs/InxGa1-xSb二类超晶格的带阶采用模型固体理论处理.因为吸收系数与电子-空穴波函数交叠成正比,所以研究了InAs/InxGa1-xSb二类超晶格红外探测器的吸收波
二级6—8型大腔体装置的高压发生效率机理研究
王文丹, 贺端威, 王海阔, 王福龙, 董海妮, 陈海花, 李子扬, 张剑, 王善民, 寇自力, 彭放
2010, 59 (5): 3107-3115. doi: 10.7498/aps.59.3107
摘要 +
利用自行设计与集成的二级6—8型大腔体静高压装置,研究了影响八面体压腔高压发生效率的主要因素及机理,并提出了一种八面体压腔密封的简化力学模型.针对于10/4(八面体传压介质边长为10 mm,二级WC立方体增压块截角边长为4 mm)组装的实验结果发现:预密封边尺寸会显著影响八面体压腔的压力产生效率;在腔体压力为12 GPa左右时,高压发生效率随八面体MgO传压介质初始密度的增加而提高;在15 GPa以上时,影响压力产生效率的主要因素是WC增压立方块本身的强度以及加压过程中所形成密封边的尺寸及材料.
强磁场条件下金属凝固过程中第二相的迁移行为
王春江, 苑轶, 王强, 刘铁, 娄长胜, 赫冀成
2010, 59 (5): 3116-3122. doi: 10.7498/aps.59.3116
摘要 +
理论分析表明,第二相的迁移行为可以通过迁移速度进行表征.影响迁移速度的因素包括第二相和熔体的物理性质、磁场强度和梯度大小、第二相的形状和体积等因素.强磁场下洛伦兹力的效果为促进第二相在基体中的均匀分布,其效率在磁场强度大于某一定值时逐渐降低.在梯度强磁场条件下,第二相迁移行为和分布状态的主要控制参数是梯度磁场下的磁化力.在磁场梯度较小时,因洛伦兹力的制约磁化力控制第二相迁移的效果不明显,随着磁场梯度的增加,磁化力的作用效果逐渐增强.通过研究强磁场下Al-Si合金、Al-Ni合金中原位自生第二相的迁移行为实
时空混合调制型偏振干涉成像光谱仪干涉图获取模式研究
赵葆常, 严新革, 张淳民
2010, 59 (5): 3123-3129. doi: 10.7498/aps.59.3123
摘要 +
基于自行研制的时空混合调制型偏振干涉成像光谱仪(TSMPIIS),提出了一种新的干涉图和光谱的获取模式,分析了干涉数据的排列方式,详细阐述了不同时刻获得的一系列干涉图组合的方法,并由TSMPIIS获得了单色光和复色光的干涉图.理想的干涉图和复原光谱充分显示了这种探测模式的优越性,如宽场、高探测灵敏度和高通量等.
基本粒子物理学与场
具有整体代对称性的左右对称模型中的中微子质量
张春旭, 黄明球, 张峰
2010, 59 (5): 3130-3135. doi: 10.7498/aps.59.3130
摘要 +
本文基于具有整体U(1)代对称性的SU(2)L×SU(2)R×U(1)模型推导了轻子的味混合矩阵,对中微子的质量问题进行了研究.在本文的模型中,产生轻子Dirac质量的汤川耦合拉格朗日密度具有整体U(1)代对称性,所以,模型中的带电轻子质量矩阵和中微子Dirac质量矩阵是Fritzsch形式的.但是,中微子除了具有Dirac质量,一般还具有Majorana质量,在这种一般情况下,
核物理学
182Os核yrast带结构SU(3)→U(5)→SU(3)形状相变的有序性研究
张春梅, 童红, 石筑一, 汪红, 倪绍勇
2010, 59 (5): 3136-3141. doi: 10.7498/aps.59.3136
摘要 +
对于发生在同一个原子核中的转动诱导发生基准态结构的量子相变,可以理解为一种从高有序激发模式向着低有序激发模式的演化:被布居到高角动量态的高有序激发核,以E2跃迁的方式先行退耦到yrast带,再退耦到共存区(或临界点)时释放了有序的结构能,诱发价核子对耦合强度改变,重新组合出低有序的激发模式基准态,实现了基准态结构的过渡.对核量子相变的这种描述,与朗道经典热相变理论之间有了某些相似的术语和物理内涵.本文把这种理解推广到了相继的二次相变中.以182Os 核为例作了说明,并展
14O核中子闭壳效应的探讨
鲁定辉, 丁斌刚, 张大立
2010, 59 (5): 3142-3146. doi: 10.7498/aps.59.3142
摘要 +
在引入了BCS理论的相对论平均场模型框架内,通过系统研究氧同位素偶偶核的单粒子能级间隔、单粒子能级占有概率比、对作用效应和粒子数涨落,比较了14O,22O和24O三个核的中子闭壳效应,最后从理论上预言丰质子核14O有着比丰中子核22O和24O更强的中子闭壳效应.
用20—1020 keV单能质子刻度CR-39固体核径迹探测器
段晓礁, 王乃彦, 谭志新, 兰小飞, 黄永盛, 郭士伦, 杨大为, 汤秀章
2010, 59 (5): 3147-3153. doi: 10.7498/aps.59.3147
摘要 +
用北京师范大学2×1.7MV串列加速器和400 kV高压倍加器产生的20—1020 keV单能质子束对CR-39固体核径迹探测器进行了刻度.为了保证质子的单能性和固体核径迹探测器上径迹密度不能超过106/cm2的要求,对两台加速器分别采用了不同方法控制质子辐照数量.在串列加速器上采用了狭缝加转盘的方法,在高压倍加器上采用了100 ns单次高压脉冲扫描束流的方法,既保持了质子的单色性,又达到了质子注量小于106/cm2的
原子和分子物理学
用双光子电离探测技术研究奇宇称的Sm原子光谱
李鸣, 戴长建, 谢军
2010, 59 (5): 3154-3161. doi: 10.7498/aps.59.3154
摘要 +
采用两台激光器对Sm原子奇宇称激发态的光谱及其特性进行了系统研究.利用一台波长在585 nm到663 nm之间调谐的染料激光器,将Sm原子从某个4f66s27FJ(J=0—6)态激发到具有奇宇称的4f66s6p或4f55d6s2激发态.然后,采用波长固定在532 nm的强激光束,对处于上述奇宇称激发态的Sm原子进行双光子电离,以实现探测其光谱信息
量子路径控制生成宽频软X射线连续辐射谱
陈高, 杨玉军, 池方萍, 陈基根
2010, 59 (5): 3162-3167. doi: 10.7498/aps.59.3162
摘要 +
数值研究了双色激光脉冲与一维氩原子相互作用的谐波发射功率谱.双色激光脉冲由800 nm和1600 nm的两束激光组成,脉冲持续时间为9.7 fs.计算结果表明,相对相位为π时,谐波截止频率从单色场情形的58 eV大幅度地展宽到316 eV,获得频宽为93 eV的软X射线连续辐射谱.此外,还采用短程的普薛耳-特勒势和长程的软化库仑势进行比对,数值结果表明该连续辐射谱的存在具有普适性.通过半经典的“三步”模型和时频分析小波变换方法对该连续辐射谱进行分析,发现其主要由单一的“短”量子路径生成,直接叠加频率从22
溶剂密度对β胡萝卜素拉曼散射截面的影响
曲冠男, 里佐威, 李东飞, 李占龙, 欧阳顺利, 高淑琴, 周密, 门志伟, 王微微, 杨健戈
2010, 59 (5): 3168-3172. doi: 10.7498/aps.59.3168
摘要 +
测量了含有9个CC共轭双键的链状多烯类生物分子β胡萝卜素在9种溶剂中的紫外—可见吸收和拉曼光谱.结果表明,β胡萝卜素C—C,CC键拉曼散射截面随溶剂体密度增加而线性增加,其机理是β胡萝卜素分子在体密度大的溶剂中受浮动干扰小,分子结构有序性高,π电子离域扩展,产生强的相干弱阻尼CC键振动,而产生大的拉曼散射截面.密度对分子拉曼散射截面影响研究还没见过报道,本文为多烯类链状分子的光散射理论研究提供了实验线索,也对多烯类链状分子性能研究及光电器件研制有参考价值.
唯象论的经典领域
超宽带异向介质平面倒F天线
杨锐, 谢拥军, 胡海鹏, 王瑞, 满明远, 吴召海
2010, 59 (5): 3173-3178. doi: 10.7498/aps.59.3173
摘要 +
将异向介质地板引入平面倒F天线(PIFA)的设计中,探索了这种天线的新型辐射特性.修正的PIFA传输线模型中,利用异向介质的谐振电路取代了传统辐射贴片不连续性而引起的电容效应,从物理上有效地解释了这种PIFA辐射性能的提高.数值和实测数据表明,该PIFA天线-10 dB相对带宽超过了100%,谐振频率包含无线局域网络各通信标准及城域网2—6 GHz固定和移动宽带无线接入系统的所有载波频段.在2.4/2.5 GHz时,该天线将得到全向的辐射方向图,而在3.8 GHz和5.1—5.8 GHz频带内,该天线更集
不同土壤类型的粗糙地面与其下方埋藏目标复合电磁散射研究
王蕊, 郭立新, 王安琪
2010, 59 (5): 3179-3186. doi: 10.7498/aps.59.3179
摘要 +
利用MOM研究了不同土壤类型的一维有耗介质粗糙地面与其下方二维埋藏目标的复合电磁散射问题,在数值计算中,引入了锥形入射波以减少粗糙面模拟中由于人为截断所引起的计算误差.当给定入射波频率、土壤成分及土壤温度和土壤湿度后,可以根据相关模型计算出土壤的相对介电常数.数值结果以二维无限长导体圆柱为例,利用 Monte Carlo方法统计计算了双站复合散射截面随土壤类型、土壤湿度、入射波频率及均方根高度等的变化情况,并做了详细分析及讨论.该研究结果对于探地雷达在民用、军事、工业等多领域的应用具有一定的理论指导价值.
基于树枝结构单元的超材料宽带微波吸收器
保石, 罗春荣, 张燕萍, 赵晓鹏
2010, 59 (5): 3187-3191. doi: 10.7498/aps.59.3187
摘要 +
本文设计并制作了一种基于树枝结构单元的超材料宽带微波吸收器.该超材料吸收器采用夹层结构,由按六边形密集排布的金属树枝阵列、双层介质基板和金属薄膜组成.通过调节树枝单元的几何参数和金属树枝阵列的排布方式,可以出现三个吸收峰,实现三频工作.通过调节三个吸收峰工作的频率形成宽频吸收,采用夹层结构提高吸收效率,从而对垂直入射到超材料表面的微波实现高吸收.实验表明吸收器的反射曲线从9.79 GHz到11.72 GHz出现了反射率小于10%的较宽吸收带,透射曲线恒等于0,吸收率大于90%的带宽为1.93 GHz.这种
电磁场递推算法及微纳光学元件中的应用
朱世富, 傅克祥, 李建龙
2010, 59 (5): 3192-3198. doi: 10.7498/aps.59.3192
摘要 +
提出一种电磁场递推算法来分析微纳光学元件体内电磁场的传输.该方法基于Maxwell方程组和电磁场横向的边界条件给出了严格解.以高斯光束在亚波长矩形浮雕光栅体内的传输为例,分析了非匀幅光束在微纳光学元件体内的传输.
基于泄漏模共振的多层介质膜光栅宽角谱特性实现
汪剑鹏, 晋云霞, 麻健勇, 邵建达, 范正修
2010, 59 (5): 3199-3204. doi: 10.7498/aps.59.3199
摘要 +
基于泄漏模共振产生多层介质膜光栅(MDG)的-1级高衍射效率的理论,重点分析了产生MDG的-1级宽衍射角谱的物理机理,提出薄匹配层能有效提高MDG的-1级衍射角谱带宽.采用傅里叶模式理论计算MDG的衍射效率,给出了中心波长为1040 nm,Littrow角37.9°附近±11°范围内衍射效率大于90%的宽角谱MDG设计结果,且设计参数具有良好的工艺宽容度.
二维移相光栅光强分布的计算及在制备有序纳米硅阵列中的应用
严敏逸, 王旦清, 马忠元, 姚尧, 刘广元, 李伟, 黄信凡, 陈坤基, 徐骏, 徐岭
2010, 59 (5): 3205-3209. doi: 10.7498/aps.59.3205
摘要 +
从菲涅耳衍射积分的一般形式出发,结合二维(2D)移相光栅掩模(PSGM)的具体参数,通过数值计算得到了作用于样品表面的光强分布.实验上,采用激光干涉晶化的方法,利用周期为400 nm的2D-PSGM调制KrF准分子激光器的脉冲激光束斑的能量分布,在氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜上直接制备了2D的有序纳米硅(nc-Si)阵列.测试结果表明:2D的nc-Si阵列的周期和PSGM的相一致,晶化区域与理论模拟的结果符合得很好.
基于区域分类、自适应滑动窗和结构检测的合成孔径雷达图像联合降斑算法
韩崇昭, 孙增国
2010, 59 (5): 3210-3220. doi: 10.7498/aps.59.3210
摘要 +
为了克服传统的基于合成孔径雷达(SAR)图像局部统计特性的降斑算法的缺点,提出了基于区域分类、自适应滑动窗和结构检测的联合降斑算法.首先,联合降斑算法对当前区域进行区域分类,并直接保留强边缘结构和点目标.接着,联合降斑算法对均匀区域和弱边缘结构区域进行滑动窗的自适应增长,从而获得合适的滤波窗口.最后,联合降斑算法对新的滤波窗口使用区域分类.如果滤波窗口属于均匀区域,则直接使用均值滤波;如果滤波窗口属于边缘结构区域,则进一步使用结构检测,并且选择窗口内的均匀子区域作为最终的滤波区域.降斑实验表明,联合降斑算
精确求解级联型三能级原子与单模相干态光场场熵的演化特性
丛红璐, 任学藻, 姜道来, 廖旭
2010, 59 (5): 3221-3226. doi: 10.7498/aps.59.3221
摘要 +
本文利用全量子理论,在非旋波近似下对单模相干态光场与级联型三能级原子相互作用过程中场熵随时间的演化进行了精确求解.数值计算的结果表明:随着初始时刻平均光子数n以及光场与原子的耦合强度u, v的增大,场熵的平均值先增大后减小,因此纠缠度也同样先增大后减小;随着失谐量Δ的增大,场熵的平均值逐渐减小,因此纠缠度也逐渐减小.
运动原子与光场依赖强度纠缠下最佳熵压缩态的制备和控制
刘小娟, 赵明卓, 刘一曼, 周并举, 彭朝晖
2010, 59 (5): 3227-3235. doi: 10.7498/aps.59.3227
摘要 +
运用量子信息熵理论,研究了运动二能级原子与光场依赖强度纠缠下最佳熵压缩态的制备和控制;比较了分别从基于信息熵不确定关系和海森堡不确定关系出发得出的结果;分析了制备原子最佳熵压缩态的充要条件,并进行了数值验证.考察了场模结构参数对最佳熵压缩态的影响.结果表明,信息熵压缩是对原子压缩效应的高灵敏量度;控制原子与场的相互作用时间,斩断原子和场的纠缠,选择原子的相干性,调节系统的相对位相可制备原子最佳熵压缩态;控制场模结构参数,可获得持续的原子最佳熵压缩态.
双带型光子晶体中双V型四能级原子自发辐射谱中的黑线研究
徐勋卫, 刘念华
2010, 59 (5): 3236-3243. doi: 10.7498/aps.59.3236
摘要 +
研究了双带型光子晶体中双V型四能级原子自发辐射的辐射谱.双V型四能级原子同时与真空热库和双带型光子晶体热库耦合.研究发现双V型四能级原子自发辐射谱中有三种不同原因可能引起的黑线:第一种是由于量子干涉效应;第二种是由于各向同性光子晶体带边处态密度具有奇异性;第三种是真空场中的量子干涉和光子晶体禁带内态密度为零共同作用的结果.通过移动光子晶体的带边位置,在各向同性光子晶体带边引入光滑因子,以及在光子晶体中引入缺陷等对这三种黑线的影响,对上述结果进行了分析和讨论.

编辑推荐

MW级峰值功率掺钛蓝宝石激光振荡器
张青, 赵研英, 魏志义
2010, 59 (5): 3244-3248. doi: 10.7498/aps.59.3244
摘要 +
在常规重复频率77 MHz掺钛蓝宝石飞秒激光器的基础上,通过腔内引入Herriott型多通望远镜系统增加总腔长及对腔内色散的深入分析和实验控制,实现了低重复频率、高脉冲能量飞秒激光振荡的稳定运行.在连续功率8.2 W的532 nm激光抽运下,得到了重复频率11 MHz、单脉冲能量达72.73 nJ、对应峰值功率MW量级的结果.相对80 MHz重复频率下6.25 nJ的单脉冲能量及150 kW的峰值功率,其输出能力提高了约一个量级.
周期结构GaAs晶体ps脉冲差频产生窄带THz辐射的研究
王卓, 王与烨, 姚建铨, 王鹏
2010, 59 (5): 3249-3254. doi: 10.7498/aps.59.3249
摘要 +
计算模拟了在ps脉冲抽运周期结构GaAs晶体差频产生窄带THz波过程中,对于不同波长、不同脉宽的抽运光,周期结构GaAs晶体的走离长度和最佳周期长度的变化,并对计算结果进行了理论分析.研究了周期结构GaAs晶体的畴数对THz波光谱的影响.根据GaAs晶体温度色散公式,计算并分析了晶体最佳周期长度的温度调谐特性,研究了温度变化对THz波光谱的影响,提出了通过温度调谐实现在周期结构GaAs晶体中产生宽调谐、窄带宽THz波的新方法,该计算结果为下一步的实验研究提供了理论基础.
新型光学聚合物——Topas环烯烃共聚物微结构光纤的设计及特性分析
王豆豆, 王丽莉
2010, 59 (5): 3255-3259. doi: 10.7498/aps.59.3255
摘要 +
以新型光学聚合物Topas 环烯烃共聚物(折射率为1.53)为基质,设计了四种微结构聚合物光纤.应用有限元方法对各种光纤在波长0.5—2.0 μm范围内的基模有效折射率、模场面积和数值孔径进行了计算.研究了结构参数对模场分布、单模特性和色散特性的影响.得出了具有极大/小模场面积、无限单模传输和平坦近零色散的光纤结构参数.与石英、聚甲基丙烯酸甲酯基质的微结构光纤相比,该光纤具有更大的数值孔径和较宽的平坦近零色散范围.为光纤的制备提供了理论指导.
基于偏振叠加和干涉两种方法的可控光脉冲延时器
赵建领, 吴令安
2010, 59 (5): 3260-3263. doi: 10.7498/aps.59.3260
摘要 +
可控的光信号延时在科研和通信领域有着广泛的应用.本文提出了两种可控光脉冲延时器的方案,分别基于偏振叠加和干涉原理.通过相位调制器的调制将光脉冲约束在一个环路中,需要时再释放,以达到光脉冲延时的目的.调节环路的长度和循环的次数便可以实现延时时间的可控.这两种方案均可以应用于全光纤光路中,通过集成光学技术可以实现微小尺寸的封装.基于偏振叠加的方案还可以方便地应用于自由空间光延时.
在一种新的聚合物材料上刻写正弦相位波导光栅及其特性研究
陈兆震, 徐则达
2010, 59 (5): 3264-3272. doi: 10.7498/aps.59.3264
摘要 +
用双光束干涉法在一种新的聚合物材料IAC-4上刻写正弦相位型光栅,实现了光栅耦合光波导,并研究了该光波导对不同偏振态的入射光的传播特性,对光栅的形成进行了理论分析,对光波导的传播常数进行了数值计算,并对该波导光栅在导光的光强调制和方向控制及其在集成光学方面的应用进行了讨论,最后对任意入射角的光栅方程进行了理论探讨.
八角光子晶体光纤传输特性与非线性特性研究
闫海峰, 俞重远, 田宏达, 刘玉敏, 韩利红
2010, 59 (5): 3273-3277. doi: 10.7498/aps.59.3273
摘要 +
基于有限元法对一种全内反射型八角光子晶体光纤的传输特性和非线性特性进行了研究,并改变该光子晶体光纤空气孔结构参数得出了其特性与光波长的曲线关系图. 最终得到一种新结构光子晶体光纤,在入射光波长为1.55 μm低损耗窗口处具有非常优越的传输特性和较平坦非线性特性.
微结构纤芯对光子晶体光纤基本特性的影响
张美艳, 李曙光, 姚艳艳, 张磊, 付博, 尹国冰
2010, 59 (5): 3278-3285. doi: 10.7498/aps.59.3278
摘要 +
本文设计了两种具有微结构纤芯的光子晶体光纤(PCFs)——矩形芯和椭圆芯PCFs,利用电磁场散射的多极理论研究了这两种光纤的基本特性.发现在光纤包层气孔不变的情况下,仅通过调节纤芯气孔的大小就可以灵活地调节光纤的双折射、色散和非线性特性.随着纤芯气孔半径r1的增大,两种纤芯结构的PCFs表现出如下特点:双折射度增大且最大双折射度对应的波长发生红移,零色散波长由一个增加到三个,短波段非线性系数增大而长波段非线性系数减小.r1=0.4 μm的椭圆芯PCFs的三个零色
在空间-时间域测量飞秒脉冲
刘文军, 任守田, 曲士良
2010, 59 (5): 3286-3289. doi: 10.7498/aps.59.3286
摘要 +
依据飞秒脉冲测量中的空间-时间耦合理论,通过采用空间分辨和光谱分辨在时间和空间域对飞秒脉冲强度和相位进行测量.测量装置主要由两个光学元件组成,实现了空间和光谱干涉.待测脉冲和参考脉冲通过一个绕中心轴转过某一角度的二维衍射光栅,产生倾斜的二维阵列全息图;一个带通滤波片对全息图进行分离,从而每个全息图含有一个唯一的频率.用照相机记录下所有的全息图,可以在时间和空间域再现出待测脉冲,并给出了测量结果.
弯曲振动阶梯圆盘辐射阻抗的计算方法
贺西平
2010, 59 (5): 3290-3293. doi: 10.7498/aps.59.3290
摘要 +
辐射阻抗是描述声学振动系统声转换效率的一个重要物理量.具有强功率的阶梯圆盘辐射器在流体介质,尤其是在空气中有着重要的应用.但对阶梯圆盘的辐射阻抗而言,运用传统理论计算时,由于辐射面不在同一几何面,积分上下限很难选取而无法计算.本文从辐射声功率角度,基于叠加原理,提出了利用叠加法计算阶梯盘的辐射阻抗.作为算例,文中计算了带有一个阶梯的阶梯盘的辐射阻抗.
浅海中水平线列阵深度对匹配场定位性能的影响
张同伟, 杨坤德, 马远良, 黎雪刚
2010, 59 (5): 3294-3301. doi: 10.7498/aps.59.3294
摘要 +
以浅海声传播模型为基础,通过计算机仿真观察到以下物理现象:浅海中海底水平线列阵的匹配场定位性能优于其他深度水平线列阵.利用简正波建模方法揭示了这一现象的物理机理.按照简正波理论,各号模式的形状是海水深度的函数.通过比较不同深度上各号模式幅度的变化,发现海底模式幅值接近零的模式号数明显小于其他深度.这说明海底水平线列阵可以对更多号模式进行采样,进而获得更多的目标声源信息,取得更好的匹配场定位效果.
金纳米流体的电场可调光学性质
赵晟, 尹剑波, 赵晓鹏
2010, 59 (5): 3302-3308. doi: 10.7498/aps.59.3302
摘要 +
利用多次还原法制备了不同粒径的金纳米颗粒,SEM和粒度分析表明其平均粒径分别为11 nm,35 nm和58 nm.进一步通过表面活性剂辅助的液相转移法制备出不同粒径的油基金纳米流体,测试了金纳米流体在电场作用下的光学性质.结果表明金纳米流体在电场作用下表现出明显的双折射现象,且随电场强度的变化双折射具有可调节性.金颗粒粒径和浓度对折射率有明显影响,在实验采用的浓度范围内,折射率随金颗粒浓度和粒径的增加而减小.最后,利用电流变液结构转变机理对金纳米流体的电致双折射进行了分析.
层结流体中具有β效应与地形效应的强迫Rossby孤立波
杨联贵, 宋健
2010, 59 (5): 3309-3314. doi: 10.7498/aps.59.3309
摘要 +
层结流体中,从绝热位涡的扰动方程出发采用摄动方法和时空伸长变换推导了具有β效应和地形效应的强迫Rossby孤立波方程,得到孤立Rossby波振幅的演变满足带有地形强迫的非齐次mKdV方程的结论. 通过分析孤立Rossby波振幅的演变,即使基本气流没有切变,仍可能激发出Rossby孤立波.指出了科氏力效应、地形效应以及Vaisala-Brunt频率都是诱导Rossby孤立波产生的重要因素,说明了在地形强迫效应和非线性作用相平衡的假定下,Rossby孤立波振幅的演变满足非齐次的mKdV方程.讨论
黏性泥沙絮凝沉降的数值研究
王龙, 李家春, 周济福
2010, 59 (5): 3315-3323. doi: 10.7498/aps.59.3315
摘要 +
盐度等因素对泥沙絮凝沉降的影响是本文的研究目的.考虑了泥沙颗粒在水中的多体相互作用, 以及颗粒间的XDLVO势.分析了盐度、泥沙浓度、Hamaker常数、水合作用对泥沙絮凝沉降的影响.获得的泥沙絮凝沉降速度的拟合公式与计算和试验相符,对于工程实际有重要参考意义.
流体、等离子体和放电
一种大气压放电氦等离子体射流的实验研究
江南, 曹则贤
2010, 59 (5): 3324-3330. doi: 10.7498/aps.59.3324
摘要 +
大气压介质阻挡放电(DBD)等离子体射流获得了广泛的应用.但是到目前为止,人们对其形成机理仍不甚清楚.为此,本文对其进行了一系列的实验研究.与其他采用高速CCD进行的研究不同,本文研究的主要手段是两个带有狭缝的光电倍增管,数码相机和电学测量.虽然这些实验条件相对比较简陋,但是本文仍然根据这些实验结果探讨了等离子体射流的形成机理,传输特性,以及影响等离子体射流长度的实验参数,并发现了“电荷溢流”现象.
初始溅射粒子密度对烧蚀粒子密度和速度分布的影响
丁学成, 傅广生, 梁伟华, 褚立志, 邓泽超, 王英龙
2010, 59 (5): 3331-3335. doi: 10.7498/aps.59.3331
摘要 +
采用蒙特-卡罗(Monte Carlo)模拟方法,研究了初始溅射粒子密度对其传输中的密度和速度分布以及环境气体密度分布的影响.结果表明,随着初始溅射粒子密度增大,烧蚀粒子和环境气体高密度峰的交叠区离开靶的最大距离减小,被衬底反弹后,距靶的最小距离减小,烧蚀粒子的速度分布随初始溅射粒子密度增大而变宽,当初始溅射粒子密度大于8.33×1025 m-3时,出现速度劈裂现象.所得结论为进一步定量研究纳米晶粒的成核机理提供了基础.
HL-2A托卡马克中性束辐射光谱的数值模拟
钟武律, 段旭如, 余德良, 韩晓玉, 杨立梅
2010, 59 (5): 3336-3343. doi: 10.7498/aps.59.3336
摘要 +
采用数值模拟的方法研究中性束辐射光谱(BES)对开展与中性束相关的光谱诊断与实验有重要的指导意义.本文在HL-2A托卡马克装置上利用ADAS数据库(Atomic Data and Analysis Structure,1998)计算有效束辐射系数和有效束衰减系数,分析了束辐射光谱强度与等离子体运行参数和中性束参数的关系,并在不同的中性束注入能量、等离子体密度分布和等离子体温度分布的情况下,获得了束辐射光谱强度的空间分布.在ne=2×1013 cm<
凝聚物质:结构、热学和力学性质
Y2O3: Eu,Dy的制备与红色长余辉发光性能研究
谢伟, 王银海, 胡义华, 罗莉, 吴浩怡, 邓柳咏
2010, 59 (5): 3344-3349. doi: 10.7498/aps.59.3344
摘要 +
采用高温固相法合成发光样品Y2O3:Eu3+0.01和Y2O3:Eu3+0.01,Dy3+0.01.X射线衍射分析(XRD)表明样品保持Y2O3晶格结构,掺入的Eu3+和Dy3+对Y2
Sc2-xGaxW3O12体系负热膨胀性能研究
刘福生, 陈贤鹏, 谢华兴, 敖伟琴, 李均钦
2010, 59 (5): 3350-3356. doi: 10.7498/aps.59.3350
摘要 +
通过固相反应法,在1100 ℃下成功制备出了系列Ga掺杂Sc2-xGaxW3O12(x=0, 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 0.8)固溶体.X射线粉末衍射结构精修表明,Ga以替代Sc的形式成功进入Sc2-xGaxW3O12晶格,但不能获得端元组分Ga2W3

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SrO/Si(100)表面去氧过程的研究
杜文汉
2010, 59 (5): 3357-3361. doi: 10.7498/aps.59.3357
摘要 +
借助高温扫描隧道显微镜和光电子能谱技术,深入研究了SrO/Si(100)表面向Sr/Si(100)再构表面的动态转化过程.Sr/Si(100)再构表面在硅基氧化物外延生长中起重要作用.在该动态转化过程中,样品在500 ℃的退火温度下,表面出现SrO晶化的现象;在550—590 ℃的退火温度下,SrO/Si(100)开始向Sr/Si(100)转化,界面和表面上的氧以气态的SiO溢出,使得表面出现大量凹槽状缺陷.并且在此动态转化过程中表面的电子态表现出金属特性,这是由于表层硅原子发生断键重排,从而在表面出现悬
棒状分子聚合物溶液的微宏观数值模拟
苏进, 欧阳洁, 王晓东
2010, 59 (5): 3362-3369. doi: 10.7498/aps.59.3362
摘要 +
利用微宏观耦合方法模拟了棒状分子聚合物溶液在平板Couette流动中的复杂流变行为,其中微宏观模型通过非均匀Doi理论来描述.数值模拟中,应用有限体积方法耦合求解了介观尺度上的Smoluchowski方程和宏观尺度上的流场守恒方程.数值结果不仅得到了若干种典型的流动类型,而且还预测了另外两种新的复合瑕疵结构.数值试验表明:棒状分子聚合物的流变结构主要依赖于De数、分子相对尺度以及溶液浓度常数的取值;并且De数对分子指向矢的翻滚周期、随流取向角等微观特性也均有明显影响.
空位的第一性原理及经验势函数的对比研究
王超营, 王振清, 孟庆元
2010, 59 (5): 3370-3376. doi: 10.7498/aps.59.3370
摘要 +
利用第一性原理及Stillinger-Weber(SW),EDIP和Tersoff经验势函数对比研究了硅中单空位(V1)、双空位(V2)和六边形空位环(V6)的结构特性及形成能.讨论了经验势函数描述空位时的优点和缺点.结果发现,第一性原理方法可以精确描述空位的原子结构及能量特性,而短程有效的经验势函数无法描述空位所固有的量子效应,如Jahn-Teller变形等.另外,由于经验势函数自身的缺陷,EDIP和T3无法应用于空位结构特性的计算.虽然
四方相BaTiO3缺陷性质的第一性原理计算
刘柏年, 马颖, 周益春
2010, 59 (5): 3377-3383. doi: 10.7498/aps.59.3377
摘要 +
采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了BaTiO3在四方相下的各种缺陷性质.计算结果表明,在富氧环境下,钛的中性氧空位、分肖特基缺陷2V3-Ti+3V2+O形成能分别为最低;而当体系处在还原环境下时,氧空位逐渐成为主要缺陷,其形成能最低.由于四方相下存在较强的Ti—O键共价杂化,四方相下全肖特基缺陷V2-Ba
应用于碱卤化物固体的通用状态方程
陈熙萌, 蔡灵仓, 孙久勋, 胡静
2010, 59 (5): 3384-3393. doi: 10.7498/aps.59.3384
摘要 +
提出一种能精确考虑固体结合能的通用状态方程,并且在高压和膨胀区域都具有正确的行为,不会出现物理上不正确的振荡现象.将新方程与文献中的典型方程应用于15种碱金属卤化物和一种碱土金属氧化物,结果表明新方程在给出正确结合能数据的同时,能够很好地拟合实验压缩数据.由Vinet方程和Morse方程定出的参数随数据范围变化很明显,新方程定出的参数随数据范围变化不明显.新方程的通用性优于Vinet方程和Morse方程.
偏晶合金液-液相分离的格子玻尔兹曼方法模拟
周丰茂, 孙东科, 朱鸣芳
2010, 59 (5): 3394-3401. doi: 10.7498/aps.59.3394
摘要 +
本文建立了一个模拟在弥散相液滴的扩散长大、碰撞凝并和Ostwald熟化等因素的作用下偏晶合金液-液相分离过程的二维格子玻尔兹曼方法 (lattice Boltzmann method, LBM) 模型.该模型结合了Shan-Chen的两相流模型和Qin的介观粒子相互作用势模型的优点,并在LB演化方程中引入了反映相变的源项.应用该模型模拟研究了偏晶合金液-液相分离过程中单液滴的生长、两液滴的合并和多液滴的生长规律.结果表明在两液相区中第二相单个液滴的生长是一个通过扩散从非平衡态到平衡态过渡的过程.两液滴合并
Dy3+/Nd3+掺杂对Sr4Al14O25:Eu2+陷阱能级的影响
邓柳咏, 胡义华, 王银海, 吴浩怡, 谢伟
2010, 59 (5): 3402-3407. doi: 10.7498/aps.59.3402
摘要 +
采用高温固相法合成了Sr4Al14O25: Eu2+,Sr4Al14O25: Eu2+,Dy3+和Sr4Al14O25: Eu2+,Nd3+材料,研究了Dy3+或Nd
石墨烯弛豫性能的分子动力学模拟
韩同伟, 贺鹏飞
2010, 59 (5): 3408-3413. doi: 10.7498/aps.59.3408
摘要 +
分别采用REBO势和AIREBO势对单层和多层石墨烯的弛豫性能进行了分子动力学模拟,模拟了石墨烯在弛豫过程中的动态平衡演化过程.模拟结果表明,理想的自由状态下,单层石墨烯薄膜并非完美的平面结构,表面不完全平整,在薄膜边缘处出现明显的波纹状褶皱,而在薄膜内部褶皱并不明显,多层石墨烯边缘处的起伏幅度要比单层石墨烯的稍小.
凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
YFe2B2电子结构的第一性原理计算
谭兴毅, 金克新, 陈长乐, 周超超
2010, 59 (5): 3414-3417. doi: 10.7498/aps.59.3414
摘要 +
基于密度泛函理论,从头计算了具有ThCr2Si2型四方晶系的稀土金属化合物Yfe2B2体相的物理特性.能量计算结果表明Yfe2B2体相处于顺磁金属态;而能带结构、态密度、布居数以及差分电荷 分布的计算结果表明Y原子的5s,5p电子具有很强的局域性;Fe原子的3d电子和B的1s,2s和2p电子强烈耦合,使得最近邻Fe原子与B原子形成了Fe—B共价键;最近邻的两个Fe原子之间由于
Cd:O共掺杂AlN的电子结构和p型特性研究
高小奇, 郭志友, 曹东兴, 张宇飞, 孙慧卿, 邓贝
2010, 59 (5): 3418-3425. doi: 10.7498/aps.59.3418
摘要 +
为研究Cd:O共掺杂纤锌矿AlN的p型特性,进而揭示导致纤锌矿AlN空穴浓度增加的机理,对Cd:O共掺杂AlN进行了基于密度泛函理论的第一性原理研究.通过计算Cdn-O(n=1,2,3,4)复合体掺杂AlN的结合能,发现Cd:O在AlN中可以稳定存在,共掺杂提高了Cd在AlN中的固溶度.分析Cd和Cd2-O掺杂AlN体系的激活能,发现Cd2-O的激活能比Cd减小0.21 eV,表明Cd2-O的空穴浓度比单掺Cd大约提高
CeO2的电子结构,光学和晶格动力学性质:第一性原理研究
李沛娟, 周薇薇, 唐元昊, 张华, 施思齐
2010, 59 (5): 3426-3431. doi: 10.7498/aps.59.3426
摘要 +
基于考虑了Ce-4f电子间的库仑作用U和交换作用J的LDA+U方案,应用第一性原理计算系统研究了CeO2的电子结构,光学和晶格动力学性质.电荷密度和电子局域函数的分布特征表明,CeO2是属于共价键的绝缘体.介电常数、玻恩有效电荷张量和声子色散曲线的计算值和相应的实验结果符合得比较好.
双钙钛矿SrKFeWO6的电子结构与磁性
江学范, 张瑜, 刘拥军, 刘先锋
2010, 59 (5): 3432-3437. doi: 10.7498/aps.59.3432
摘要 +
基于密度泛函理论框架下的第一性原理,采用考虑在位库仑作用的广义梯度近似(GGA+U)下的投影缀加波(PAW)方法,研究了具有双钙钛矿结构的Sr2FeWO6和SrKFeWO6材料的晶体结构、电子结构以及磁性性质.结构优化表明,K空穴掺杂稳定了FeO6及WO6八面体结构,Fe-O-W键角更加接近180°,有利于Fe-O-W-O-Fe超交换作用;对电子结构分析发现掺杂元素本身对总态密度贡献很小,空穴(p
倒装芯片上金属布线/凸点互连结构中原子的定向扩散
何小琦, 恩云飞, 王歆, 庄志强, 陆裕东
2010, 59 (5): 3438-3444. doi: 10.7498/aps.59.3438
摘要 +
采用倒装芯片互连凸点串联回路研究了高温、高电流密度条件下倒装芯片上金属布线/凸点互连结构中原子的定向扩散现象,分析了互连结构中受电应力和化学势梯度作用的各相金属原子的扩散行为.在电迁移主导作用下,Ni(V)镀层中的Ni原子的快速扩散导致原本较为稳定的Ni(V)扩散阻挡层发生快速的界面反应,造成Al互连金属与焊料的直接接触.Al原子在电子风力作用下沿电子流方向向下迁移造成窗口附近焊料中Al原子含量逐步上升,同时,空位的反向迁移、聚集形成过饱和,导致Al互连中形成大面积空洞.焊料中的Sn,Pb原子在化学势梯度
团簇异构体生长概率的理论预测
韩小静, 王音, 林正喆, 张文献, 庄军, 宁西京
2010, 59 (5): 3445-3449. doi: 10.7498/aps.59.3445
摘要 +
由于实验表征团簇结构的困难,理论预测团簇在生长过程中各种异构体的生成概率便十分重要.考虑到分子动力学可模拟高温时各异构体的相对丰度,把问题归结为高温时所形成的各种异构体在室温环境中如何转化,并建立了统计力学模型,得到了异构体相互演化所需时间与环境温度的解析关系.以C12团簇为例,在2500 K时所形成的最可几异构体在室温环境中需要超过1012年才能转化为最低势能异构体.
绿宝石晶体中(CrO6)9-团簇局域极化现象的理论研究
邝小渝, 毛爱杰, 王辉
2010, 59 (5): 3450-3454. doi: 10.7498/aps.59.3450
摘要 +
基于配位场理论,建立d3组态离子在三角晶场中的完全能量矩阵,采用完全能量矩阵的对角化计算方法,研究了绿宝石晶体Cr3+:Be3Al2(SiO3)6的光谱和EPR谱,理论值与实验值符合得很好.通过分析绿宝石晶体中(CrO6)9-团簇的光谱和EPR谱,研究了配体在络合物中的极化现象.结果表明由于周围配位环境的影响,绿宝石晶体中(CrO<
烧结温度对La0.9Sr0.1FeO3热电性能的影响
王洪超, 王春雷, 苏文斌, 刘剑, 赵越, 彭华, 张家良, 赵明磊, 李吉超, 尹娜, 梅良模
2010, 59 (5): 3455-3460. doi: 10.7498/aps.59.3455
摘要 +
利用传统的固相反应分别在1250℃,1300℃,1350℃.烧结条件下制备出钙钛矿结构的La0.9Sr0.1FeO3陶瓷样品.样品的XRD粉末衍射结果显示不同烧结温度的La0.9Sr0.1FeO3陶瓷样品都是单相的正交结构,同时晶胞体积随着烧结温度的升高而减小.从样品的SEM结果看出,随着烧结温度的升高,晶粒逐渐变大,并且晶粒间的空隙逐渐减小,样品更加致密.在室温到800℃的
电子-晶格耦合非线性项对极化子性质的影响
宋瑞, 刘晓静, 王亚东, 邸冰, 安忠
2010, 59 (5): 3461-3465. doi: 10.7498/aps.59.3461
摘要 +
基于一维紧束缚SSH模型,讨论了电子晶格耦合二阶项对极化子静态和动力学性质的影响:随着二阶项系数β的增加,二聚化常数越来越大,能隙越来越宽,极化子的局域性不断增强,但带宽几乎没有变化.动力学方面由于二阶项的引入增强了电声相互作用,随着β值的增大,极化子的运动速度减小,并且极化子的解离电场不断增大.
组合材料方法研究膜厚对Ni/SiC电极接触性质的影响
刘庆峰, 刘茜, 张静玉, 陈之战, 陈义, 施尔畏, 黄维
2010, 59 (5): 3466-3472. doi: 10.7498/aps.59.3466
摘要 +
采用组合材料方法研究了金属Ni膜厚对Ni/SiC接触性质的影响.16个膜厚均为18 nm的Ni/SiC电极具有较为一致的肖特基接触性质;膜厚从10 nm增加到160 nm,肖特基接触的电流-电压(I-V)曲线随膜厚发生显著变化.分析表明这种变化源于膜厚对理想因子n和有效势垒高度ФB的影响.1000℃快速退火后,这些肖特基接触都转变为欧姆接触,Ni2Si是主要的生成物.I-V曲线测
溶胶-凝胶法制备Li-N双掺p型ZnO薄膜的结构、光学和电学性能
高书霞, 王德义, 李刚, 赵鸣
2010, 59 (5): 3473-3480. doi: 10.7498/aps.59.3473
摘要 +
采用溶胶-凝胶法在n型Si(100)衬底上沉积Li-N双掺杂ZnO薄膜,经X射线衍射和扫描电镜图片分析,所制备薄膜具有多晶纤锌矿结构和高的c轴择优取向.室温下霍尔效应测试结果显示Li-N双掺杂ZnO薄膜具有p型导电特性.在Li掺杂量为15.0at%,Li/N(摩尔比)为1∶1,700℃退火等优化条件下得到的最佳电学性能结果是:电阻率为0.34 Ω·cm,霍尔迁移率为16.43 cm2/V·s,载流子浓度为2.79×1019 cm-3
嵌入到Fabry-Perot谐振腔的双晶约瑟夫森结阵列的阻抗匹配和相位锁定研究
王争, 赵新杰, 周铁戈, 岳宏卫, 阎少林, 何明
2010, 59 (5): 3481-3487. doi: 10.7498/aps.59.3481
摘要 +
在He等人所做的嵌入到Fabry-Perot谐振腔中约瑟夫森结阵列的微波辐照研究基础上,提出了同时实现约瑟夫森结阵列阻抗匹配和相位锁定的方法,进行了相关的电磁仿真和数值计算.双晶约瑟夫森结阵列被制作在YSZ双晶基片上,同时被嵌入到Fabry-Perot谐振腔内.通过在基片上制作与结阵列集成的串联馈电半波偶极天线阵,并对其结构进行优化实现了结与天线的匹配,数值计算表明结的辐射效率达到94%;利用天线阵辐射场的特征和对模型合理的设计,使Fabry-Perot谐振腔和基片同时谐振在合适的模式下,从而使结阵列与谐
柠檬酸掺杂的MgB2超导体钉扎机理的研究
Cheng C. H., 冯勇, 孙辉辉, 杨烨, 王磊, 赵勇
2010, 59 (5): 3488-3493. doi: 10.7498/aps.59.3488
摘要 +
本文研究了柠檬酸掺杂的MgB2超导材料的Jc-B行为及其钉扎机理.在纯MgB2多晶样品中,δTc钉扎起主要作用,而在掺杂的样品中,则是δl钉扎和δTc钉扎共同作用,并且δl钉扎机理占主要作用,其贡献比重随着掺杂量的增加而增加.从Jc-B行为和钉扎行为的分析都可以得到
有机Co/Alq3/La1-xSrxMnO3(LSMO)器件磁电阻的温度效应研究
秦伟, 张玉滨, 解士杰
2010, 59 (5): 3494-3498. doi: 10.7498/aps.59.3494
摘要 +
根据最近关于温度对有机磁电阻影响的实验研究,利用漂移-扩散方程,计入温度对极化子迁移率和自旋弛豫时间的影响,研究了有机半导体中自旋极化率随温度的变化,进而利用Julliere公式给出器件的磁电阻.发现,在温度较低的区域磁电阻减小幅度大于温度较高的区域,磁电阻随温度变化的主要因素为自旋弛豫时间.最后将计算结果与实验数据作了比较,得到与实验相符合的结果.
N掺杂SiO2纳米薄膜的制备及其磁性
周鸿娟, 甄聪棉, 张永进, 赵翠莲, 马丽, 侯登录
2010, 59 (5): 3499-3503. doi: 10.7498/aps.59.3499
摘要 +
利用射频磁控反应溅射技术,制备了氮掺杂的SiO2纳米薄膜.发现N掺杂SiO2体系纳米薄膜具有铁磁性.较小的氮化硅颗粒均匀分布在氧化硅基质中有利于磁有序的形成.基底温度为400℃时,样品薄膜具有最大的饱和磁化强度和矫顽力,分别为35 emu/cm3和75 Oe.薄膜的磁性可能产生于氮化硅和氧化硅的界面.理论计算表明,N掺杂SiO2体系具有净自旋.同时,由氮化硅和氧化硅界面之间的电荷转移导致的轨道磁矩也会对样品的磁性有贡献
考虑非常数自旋扭矩时LLS方程的微扰解
高鹏, 殷海荣, 宫玉彬, 杨中海, 魏彦玉
2010, 59 (5): 3504-3508. doi: 10.7498/aps.59.3504
摘要 +
不将自旋扭矩因子近似为一个常数,利用Melnikov微扰方法推导了LLS方程解的表达式,通过VC与MATLAB混和编程进行计算,计算结果显示,与将自旋扭矩因子视为常数的情况相比较,自旋扭矩为磁化强度函数时的磁化强度运动轨道在离开未扰轨道初期仅在未扰轨道附近做微小振动,在翻转时刻附近有较大振荡,并且所预言的磁化强度翻转时刻相对提前.
(Na1/2Bi1/2)Cu3Ti4O12陶瓷的微观结构和电学性质
陈戈, 张家良, 郝文涛, 谭永强, 郑鹏, 邵守福
2010, 59 (5): 3509-3515. doi: 10.7498/aps.59.3509
摘要 +
利用固相反应法在不同烧结温度条件下制备了一系列(Na1/2Bi1/2)Cu3Ti4O12(NBCTO)陶瓷样品,研究了它们的晶体结构、微观组织结构、介电性质和复阻抗及其随温度的变化. 实验发现NBCTO陶瓷所呈现出的电学性质与CaCu3Ti4O12陶瓷相应的电学性质非常类似. 烧结温度为990℃至1060℃范围的NBCTO陶瓷样品室
巨介电常数氧化物CaCu3Ti4O12的介电和阻抗特性
罗晓婧, 杨昌平, 宋学平, 徐玲芳
2010, 59 (5): 3516-3522. doi: 10.7498/aps.59.3516
摘要 +
采用固相烧结法合成了单相巨介电常数氧化物CaCu3Ti4O12(CCTO).用阻抗分析仪分析了10—420 K温度范围内的介电频谱和阻抗谱特性,并结合ZVIEW软件进行了模拟.结果表明:温度高于室温时,频谱出现两个明显的弛豫台阶,低频弛豫介电常数随温度升高而显著增大,表现出热离子极化特点;温度低于室温时,频谱表现出类德拜弛豫,且高、低平台介电常数值基本不随温度变化,表现出界面极化特点和较好的温度稳定性.频谱中依次出现的介电弛豫对应于阻抗谱中
短脉冲激光诱导薄膜损伤的等离子体爆炸过程分析
夏志林, 郭培涛, 薛亦渝, 黄才华, 李展望
2010, 59 (5): 3523-3530. doi: 10.7498/aps.59.3523
摘要 +
短脉冲激光诱导薄膜材料损伤过程的研究通常止于薄膜材料发生喷溅.超热喷溅物质吸收剩余激光脉冲能量将形成剧烈的等离子体爆炸过程.采用两步数值计算方法处理等离子体微滴的爆炸过程,即在每一个数值计算时间步长内,将爆炸过程分为两步,第一步处理微滴的绝热膨胀及裂解过程;第二步处理微滴对激光脉冲能量的吸收过程.有效地将微滴吸收激光能量的物理学过程与爆炸动力学过程耦合到一起.分析了喷溅物质微滴在剩余激光脉冲作用下,其半径、膨胀(加)速度、裂解(加)速度、电子及离子的密度与温度等参量随时间变化的演化情况.结果表明:材料喷溅
基于经验模态分解滤波的低频振荡Prony分析
侯王宾, 刘天琪, 李兴源
2010, 59 (5): 3531-3537. doi: 10.7498/aps.59.3531
摘要 +
传统Prony法在分析低频振荡时对输入信号要求较高,存在着对噪声敏感的弱点.因此提出一种经验模态分解滤波和改进Prony法相结合的低频振荡分析方法.该方法先用经验模态分解对低频振荡信号进行自适应滤波,再用改进Prony法对滤波后的信号进行分析.其中,改进Prony法有效阶数用归一化奇异值法确定.将该方法分别用于分析试验信号和IEEE 4机系统振荡信号,并与基于低通滤波器的Prony分析进行比较.结果表明,在较大噪声环境下,该方法仍然能相对准确的辨识出低频振荡主导模式,验证了其有效性.
γ射线辐照诱导Bi:α-BaB2O4单晶近红外宽带发光的研究
夏海平, 喻军, 吴锋, 周朋, 赵衡煜, 苏良碧, 徐军
2010, 59 (5): 3538-3541. doi: 10.7498/aps.59.3538
摘要 +
用提拉法技术生长出了掺Bi的α-BaB2O4单晶并经过γ射线辐照.测定了样品在室温下的吸收光谱、发射光谱及荧光衰减曲线.在808 nm波长光的激发下,经γ射线辐照后的α-BaB2O4单晶中发现了中心波长为1139 nm、半高宽为113 nm的近红外宽带发光现象.讨论了辐照条件和退火处理对Bi离子发光的影响.对于其发光机理进行了初步的探讨.
非故意掺杂4H-SiC外延材料本征缺陷的热稳定性
程萍, 张玉明, 张义门, 王悦湖, 郭辉
2010, 59 (5): 3542-3546. doi: 10.7498/aps.59.3542
摘要 +
采用电子顺磁共振(ESR)和低温光致发光(PL)技术,研究了退火温度对低压化学气相沉积法(LPCVD)制备的非故意掺杂 4H-SiC材料中本征缺陷稳定性的影响.结果发现,当退火时间为10 min和30 min时,本征缺陷浓度均随着退火温度的升高而增大,当退火温度达到1573 K时材料中本征缺陷浓度达到最大,继续升高退火温度将使材料中本征缺陷浓度迅速降低.退火温度对材料中本征缺陷的影响主要是由于退火中本征缺陷的稳定化过程及本征缺陷之间发生强烈的相互作用引起的.
Dy3+掺杂Ge-Ga-S-CsI玻璃中红外发光特性研究
乐放达, 王训四, 沈祥, 徐铁峰, 聂秋华, 戴世勋, 彭波
2010, 59 (5): 3547-3553. doi: 10.7498/aps.59.3547
摘要 +
用熔融淬冷法制备了系列掺杂浓度的Dy3+:Ge-Ga-S-CsI硫卤玻璃样品,测试了样品拉曼光谱、折射率、吸收光谱、近红外及中红外荧光谱.应用Judd-Ofelt理论计算了Dy3+离子的强度参数 (Ωi, i=2,4,6)、自发辐射跃迁概率(A)、荧光分支比(β)、以及辐射寿命(τrad)等光谱参数.研究了810 nm激光抽运下样品中红
Er硅酸盐化合物薄膜的相转变和光致发光特性研究
王兴军, 周治平, 董斌
2010, 59 (5): 3554-3557. doi: 10.7498/aps.59.3554
摘要 +
溶胶-凝胶法在Si(100)基片上旋涂法制备铒硅酸盐化合物(Er silicate)薄膜.系统研究了烧结温度和烧结时间对Er silicate薄膜相结构、相转变以及光致发光特性的影响.在1000 ℃以下,薄膜晶体结构为Er2O3 晶体和SiO2 非晶的混合物.随着烧结温度增加到1200 ℃,保温时间增加到30 min,薄膜晶体结构转变成(100),(200)和(300)择优取向的Er2SiO5相.
Mg2+掺杂Zn2SiO4:Mn2+的溶胶-凝胶法合成及真空紫外发光特性研究
刘吉地, 王育华
2010, 59 (5): 3558-3563. doi: 10.7498/aps.59.3558
摘要 +
采用溶胶-凝胶法(sol-gel method)于不同气氛条件下成功合成了Zn1.92-xMgxSiO4:0.08Mn2+(0≤x≤0.12)系列粉末样品.利用X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)谱等分析手段对Zn1.92-xMgxSiO4:0.08Mn2+系列
自旋极化有机电致发光器件中单线态与三线态激子的形成及调控
乔士柱, 赵俊卿, 贾振锋, 张宁玉, 王凤翔, 付刚, 季燕菊
2010, 59 (5): 3564-3570. doi: 10.7498/aps.59.3564
摘要 +
由于有机半导体(OSC)材料自旋弛豫时间长、自旋扩散长度大,OSC自旋器件逐渐成为研究热点.对于有机电致发光器件(OLED),通过自旋极化电极调控单线态和三线态激子比率是提高其效率的有效方法.本文从漂移扩散方程和载流子浓度连续性方程出发,结合朗之万定律建立了一个自旋注入、输运、复合的理论模型.计算了OSC中的极化电子、空穴浓度,得出了单线态和三线态激子的比率.分析了电场强度、自旋相关界面电导、电极和OSC电导率匹配和电极极化率等因素的影响.计算结果表明:两电极注入反向极化的载流子并提高载流子自旋极化率,有
室温下磁场对基于Alq3的有机电致发光器件的影响
姜文龙, 丛林, 孟昭晖, 汪津, 韩强, 孟凡超, 王立忠, 丁桂英, 张刚
2010, 59 (5): 3571-3576. doi: 10.7498/aps.59.3571
摘要 +
制备了ITO/NPB/LiF/Alq3/LiF/Al的器件,测量了该组器件效率和亮度的磁效应.结果表明,在50 mT磁场中,当LiF缓冲层厚度为0.8 nm时,器件的效率最大增加了12.4%,磁致亮度最大变化率17%.同时,制备的磷光器件ITO/NPB/LiF/CBP:6 wt% Ir(ppy)3/BCP/Alq3/ LiF/Al,在50mT磁场作用下,当LiF缓冲层的厚度为0.8 nm时,器件的效率最大增加12.1%.在Alq3
负电子亲和势GaN光电阴极光谱响应特性研究
常本康, 钱芸生, 张益军, 高频, 王晓晖, 郭向阳, 乔建良, 牛军, 高有堂, 杜晓晴
2010, 59 (5): 3577-3582. doi: 10.7498/aps.59.3577
摘要 +
针对负电子亲和势(NEA) GaN光电阴极成功激活后的量子效率问题,利用自行研制的紫外光谱响应测试仪器,测试了成功激活的NEA GaN光电阴极的光谱响应,给出了230—400 nm波段内反射模式NEA GaN光电阴极的量子效率曲线.测试结果表明:反射模式下NEA GaN光电阴极在230nm具有高达37.4%的量子效率,在GaN光电阴极阈值365 nm处仍有3.75%的量子效率,230 nm和400 nm之间的抑制比率超过2个数量级.文中还结合国外的研究结果,综合分析了影响量子效率的因素.
物理学交叉学科及有关科学技术领域
不同氮掺杂浓度碳纳米管的制备及其成键特性分析
张宇, 温斌, 宋肖阳, 李廷举
2010, 59 (5): 3583-3588. doi: 10.7498/aps.59.3583
摘要 +
采用化学气相沉积法,以吡啶为氮源,乙炔为碳源,制备出了不同氮掺杂含量的碳纳米管.使用透射电子显微镜(TEM)和X射线荧光光谱(XPS)对样品的形貌和成键特性进行了观察和分析.TEM测试发现随着掺杂量的增大,氮掺杂碳纳米管的竹节长度从120 nm减小为40 nm左右,同时管身变得更加弯曲,管壁变得粗糙.XPS测试发现氮元素在碳纳米管中以“吡啶”、“吡咯”和“石墨”三种C—N键合方式存在.结合三种价键的形成原因,分析了氮掺杂浓度对键合形式的影响,并根据价键的存在形式解释了碳纳米管形貌变化的原因.
AlFe单晶薄膜微结构与热力学性质研究
王锋, 吴卫东, 唐永建
2010, 59 (5): 3589-3594. doi: 10.7498/aps.59.3589
摘要 +
采用PLD方法,在573 K条件下制备了AlFe单晶合金薄膜.X射线衍射与透射电子衍射表明,AlFe空间点群为PM-3M,晶格常数a =0.297 nm (略大于bcc-Fe的晶格常数,a =0.293 nm),且AlFe晶体结构为bcc-Fe晶格体心Fe原子被Al取代产生的新结构.采用第一性原理与准谐德拜模型研究了AlFe合金的化学势与热力学性能,计算表明AlFe合金具有更低的化学势,导致在生长过程只出现AlFe相.与此同时,AlFe合金具有与bc

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纯物质晶界结构及运动的晶体相场法模拟
任秀, 王锦程, 杨玉娟, 杨根仓
2010, 59 (5): 3595-3600. doi: 10.7498/aps.59.3595
摘要 +
采用晶体相场模型,分别模拟了纯物质小角度晶界和大角度晶界结构及变形过程中的晶粒转动及晶界迁移.结果表明,小角度晶界迁移的主要机理是构成晶界的位错的滑移和攀移,而大角度晶界的迁移主要依靠晶界两侧原子的跳动及晶界位错等缺陷的运动.
Cu/TiOx复合薄膜的电子态分析及其对亲水性的影响
徐蕙, 王顺利, 刘爱萍, 陈本永, 唐为华
2010, 59 (5): 3601-3606. doi: 10.7498/aps.59.3601
摘要 +
在室温下,采用射频磁控溅射法制备了Cu/TiOx纳米晶复合薄膜.利用X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对其结构进行表征,并研究了Cu/TiOx复合薄膜的UV-vis吸收谱和亲水性.结果表明,退火前后薄膜中钛元素皆以Ti3+形式存在.薄膜在可见区有吸收,吸收限为600 nm左右.Cu/TiOx复合薄膜具有良好的亲水性.这主要是由于Cu的掺杂,使得薄膜的性能的亲水性变好.
地球物理学、天文学和天体物理学
海表白冠覆盖率的散射计资料反演研究
魏恩泊, 宋金宝, 李琨
2010, 59 (5): 3607-3610. doi: 10.7498/aps.59.3607
摘要 +
针对波浪破碎海况,采用考虑波浪破碎的KHCC03散射模式和散射计卫星遥感资料,对白冠覆盖率进行了反演研究,并得到了白冠覆盖率的反演公式.经检验,在10 m高度处风速取值为7 m/s—16 m/s时,利用文中给出的公式得到的白冠覆盖率反演结果与实测数据相比,优于以往其他计算公式的对应结果.这表明,利用散射计资料和波浪破碎的散射模式,可以反演白冠覆盖率.而且,这种方法不同于人们通常采用的被动遥感方法.
基于改进混合蛙跳算法的认知无线电协作频谱感知
郑仕链, 楼才义, 杨小牛
2010, 59 (5): 3611-3617. doi: 10.7498/aps.59.3611
摘要 +
提出了一种改进的混合蛙跳算法(shuffled frog leaping algorithm,SFLA),并提出了基于改进SFLA的认知无线电协作频谱感知方法,通过仿真对改进SFLA算法性能与传统SFLA算法性能进行了比较,并对本文提出的基于改进SFLA的协作感知方法与已有的基于修正偏差因子(modified deflection coefficient,MDC)的协作感知方法性能进行了比较.结果表明改进SFLA算法性能优于传统SFLA;基于改进SFLA的协作感知方法比MDC方法能获得更大的检测概率,验证
RBLs与XBLs的多波段流量及中心黑洞质量的研究
鲍玉英, 陈洛恩, 李怀珍, 张雄, 彭朝阳
2010, 59 (5): 3618-3626. doi: 10.7498/aps.59.3618
摘要 +
BL Lacs天体的辐射谱变化、多波段的相关性及偏振的特性为研究各辐射分量的内禀相互关联提供重要的信息.本文用收集了RBLs和XBLs的红移、中心黑洞质量,统计得到RBLs天体的红移大于XBLs天体,RBLs天体的平均中心黑洞质量小于XBLs天体的平均中心黑洞质量.本文还收集了低态时射电波段、红外波段、光学波段及X射线波段的辐射流量,并分析了它们之间的相关性,及其与红移的相关性.本文的结果支持了RBLs和XBLs可作为BL Lac天体的有效分类标准的观点,并且表明它们的物理性质可能存在差异,而非选择效应的