2002年 51卷 第3期
显示方式:
2002, 51(3): 461-464.
doi: 10.7498/aps.51.461
摘要:
给出了由Birkhoff系统的Lie对称性求守恒量的一种新方法.研究了系统仅依赖于Birkhoff变量a的Lie对称变换,直接由系统的Lie对称性得到了系统的一类守恒量,并举例说明结果的应用
给出了由Birkhoff系统的Lie对称性求守恒量的一种新方法.研究了系统仅依赖于Birkhoff变量a的Lie对称变换,直接由系统的Lie对称性得到了系统的一类守恒量,并举例说明结果的应用
2002, 51(3): 465-467.
doi: 10.7498/aps.51.465
摘要:
采用行波法约化方程,建立一种变换关系,把求解(3+1)维NizhnikNovikovVeselov(NNV)方程的解转化为求解一维非线性KleinGordon方程的解,从而得到了(3+1)维NNV方程的孤子解和周期解.
采用行波法约化方程,建立一种变换关系,把求解(3+1)维NizhnikNovikovVeselov(NNV)方程的解转化为求解一维非线性KleinGordon方程的解,从而得到了(3+1)维NNV方程的孤子解和周期解.
2002, 51(3): 468-473.
doi: 10.7498/aps.51.468
摘要:
环形非球谐振子的势能函数为V(r,θ)=12mω2r2+22mAr2+22mbr2sin2θ,其精确的能谱方程和归一化的波函数已经获得.在此基础上,给出了环形非球谐振子径向矩阵元的通项公式和不同幂次径向矩阵元之间所满足的递推关系.作为特例,讨论了球谐振子、非球谐振子和环形振子的有关结果.
环形非球谐振子的势能函数为V(r,θ)=12mω2r2+22mAr2+22mbr2sin2θ,其精确的能谱方程和归一化的波函数已经获得.在此基础上,给出了环形非球谐振子径向矩阵元的通项公式和不同幂次径向矩阵元之间所满足的递推关系.作为特例,讨论了球谐振子、非球谐振子和环形振子的有关结果.
2002, 51(3): 474-481.
doi: 10.7498/aps.51.474
摘要:
混沌信号与确定性小信号叠加生成的混合信号是一更高维的混沌信号,因而不能用一般的混沌信号噪声抑制的方法进行分离.提出了一种这类信号盲分离的方法.在重构未知的混沌信号的动力方程时,充分利用混沌吸引子的几何特性,并且限定动力映射为原混沌吸引子所在流形的内部映射,从而保证了重构的动力系统方程对应于原混沌信号,而不是同样具有混沌特性的混合信号.然后利用重构的动力方程,借用混沌信号中的噪声抑制思想,估计出原混沌信号对应的轨道,实现信号分离.通过对Lorenz系统中谐波信号、Henon映象中自回归过程,以及脑电信号中谐波信号进行提取的数值实验,验证了信号盲分离方法的有效性和可行性.
混沌信号与确定性小信号叠加生成的混合信号是一更高维的混沌信号,因而不能用一般的混沌信号噪声抑制的方法进行分离.提出了一种这类信号盲分离的方法.在重构未知的混沌信号的动力方程时,充分利用混沌吸引子的几何特性,并且限定动力映射为原混沌吸引子所在流形的内部映射,从而保证了重构的动力系统方程对应于原混沌信号,而不是同样具有混沌特性的混合信号.然后利用重构的动力方程,借用混沌信号中的噪声抑制思想,估计出原混沌信号对应的轨道,实现信号分离.通过对Lorenz系统中谐波信号、Henon映象中自回归过程,以及脑电信号中谐波信号进行提取的数值实验,验证了信号盲分离方法的有效性和可行性.
2002, 51(3): 482-486.
doi: 10.7498/aps.51.482
摘要:
报道一类不可逆保守系统的性质及在其中发现的混沌类吸引子.这些系统可以看作是一种加过压保护的张弛振荡电路的简化模型.它展示的类吸引性是指这个混沌轨道吸引它之外的迭代,而这种吸引由系统的不可逆性所导致.数值研究发现这个混沌轨道就是系统不连续边界的映象集,而且这很可能是这类系统的普遍性质.
报道一类不可逆保守系统的性质及在其中发现的混沌类吸引子.这些系统可以看作是一种加过压保护的张弛振荡电路的简化模型.它展示的类吸引性是指这个混沌轨道吸引它之外的迭代,而这种吸引由系统的不可逆性所导致.数值研究发现这个混沌轨道就是系统不连续边界的映象集,而且这很可能是这类系统的普遍性质.
2002, 51(3): 487-491.
doi: 10.7498/aps.51.487
摘要:
针对一类状态不能全部测量混沌系统的控制问题,提出了一种基于状态观测器并结合输入状态线性化方法的控制方案.理论分析与计算机模拟都表明,该控制方案可以将一类混沌系统控制到给定的目标.
针对一类状态不能全部测量混沌系统的控制问题,提出了一种基于状态观测器并结合输入状态线性化方法的控制方案.理论分析与计算机模拟都表明,该控制方案可以将一类混沌系统控制到给定的目标.
2002, 51(3): 492-496.
doi: 10.7498/aps.51.492
摘要:
提出考虑了车辆相对运动速度的最佳速度跟车模型,对该模型稳定性进行了分析.对其所描述的交通流的演化过程进行了数值模拟,并与未考虑相对运动速度的最佳速度跟车模型作了比较.
提出考虑了车辆相对运动速度的最佳速度跟车模型,对该模型稳定性进行了分析.对其所描述的交通流的演化过程进行了数值模拟,并与未考虑相对运动速度的最佳速度跟车模型作了比较.
2002, 51(3): 497-500.
doi: 10.7498/aps.51.497
摘要:
利用惰性气体原子间相互作用势,系统计算了5种惰性气体的输运系数,包括第二维里系数B、扩散系数D、热传导系数λ、黏滞系数η和热扩散因子αT的计算.从输运性质的计算证明了TangToennies势模型的准确性.
利用惰性气体原子间相互作用势,系统计算了5种惰性气体的输运系数,包括第二维里系数B、扩散系数D、热传导系数λ、黏滞系数η和热扩散因子αT的计算.从输运性质的计算证明了TangToennies势模型的准确性.
2002, 51(3): 501-505.
doi: 10.7498/aps.51.501
摘要:
类氢类氦类锂镁离子经中间双激发态进行的双电子复合过程在研究惯性约束聚变电子温度中占有很重要的地位.用准相对论方法计算了双电子复合经不同Rydberg态跃迁通道的复合速率系数,并给出不同离化度离子的双电子复合速率系数随电子温度的变化规律.显示出离子的相关能对峰值的电子温度有很大影响,当类氢离子跃迁通道的旁观电子角动量为1时双电子复合系数最大,而类锂离子是旁观电子角动量为3时最大.
类氢类氦类锂镁离子经中间双激发态进行的双电子复合过程在研究惯性约束聚变电子温度中占有很重要的地位.用准相对论方法计算了双电子复合经不同Rydberg态跃迁通道的复合速率系数,并给出不同离化度离子的双电子复合速率系数随电子温度的变化规律.显示出离子的相关能对峰值的电子温度有很大影响,当类氢离子跃迁通道的旁观电子角动量为1时双电子复合系数最大,而类锂离子是旁观电子角动量为3时最大.
2002, 51(3): 506-511.
doi: 10.7498/aps.51.506
摘要:
利用全量子力学耦合通道扭曲波近似(CCDWA)方法和三种势能面计算了H+H2(vα=0,jα=0)→H2(vβ,jβ)+H碰撞的反应截面,并与准经典弹道计算结果及公认较好的计算结果作了比较.研究表明:在相同的势能面下利用CCDWA方法得到的截面和公认较好的计算结果符合很好,而准经典弹道计算的反应截面误差较大.
利用全量子力学耦合通道扭曲波近似(CCDWA)方法和三种势能面计算了H+H2(vα=0,jα=0)→H2(vβ,jβ)+H碰撞的反应截面,并与准经典弹道计算结果及公认较好的计算结果作了比较.研究表明:在相同的势能面下利用CCDWA方法得到的截面和公认较好的计算结果符合很好,而准经典弹道计算的反应截面误差较大.
2002, 51(3): 512-518.
doi: 10.7498/aps.51.512
摘要:
建立一个描述低能电子在多元多层介质中散射的物理模型,运用MonteCarlo方法模拟低能电子在靶体胶衬底中的复杂散射过程,在此基础上通过大量计算研究入射束能、胶层厚度、衬底材料等不同曝光条件对抗蚀剂沉积能密度分布的影响,获得沉积能分布规律:适量的低束能、薄胶层、低原子序数衬底可以使前散射电子对胶中沉积能密度分布的贡献增大、背散射电子的贡献减小,从而提高曝光分辨率.
建立一个描述低能电子在多元多层介质中散射的物理模型,运用MonteCarlo方法模拟低能电子在靶体胶衬底中的复杂散射过程,在此基础上通过大量计算研究入射束能、胶层厚度、衬底材料等不同曝光条件对抗蚀剂沉积能密度分布的影响,获得沉积能分布规律:适量的低束能、薄胶层、低原子序数衬底可以使前散射电子对胶中沉积能密度分布的贡献增大、背散射电子的贡献减小,从而提高曝光分辨率.
2002, 51(3): 519-523.
doi: 10.7498/aps.51.519
摘要:
研究包括连续通道等非处理通道的复极化势对(e,2e)碰撞过程三重微分截面的影响,即将耦合通道光学势方法得到的复极化势附加到畸变波玻恩近似方法的畸变势中,在靶态的HF近似下,计算了Ar原子和Ne原子在非共面对称几何条件下(e,2e)反应的三重微分截面.对于较高的入射能量,在实验的误差范围内,计算结果与电子动量谱的实验数据符合较好,复极化势的影响很小;对于较低的入射能量,复极化势的作用明显增大.
研究包括连续通道等非处理通道的复极化势对(e,2e)碰撞过程三重微分截面的影响,即将耦合通道光学势方法得到的复极化势附加到畸变波玻恩近似方法的畸变势中,在靶态的HF近似下,计算了Ar原子和Ne原子在非共面对称几何条件下(e,2e)反应的三重微分截面.对于较高的入射能量,在实验的误差范围内,计算结果与电子动量谱的实验数据符合较好,复极化势的影响很小;对于较低的入射能量,复极化势的作用明显增大.
2002, 51(3): 524-526.
doi: 10.7498/aps.51.524
摘要:
将复数折射率介质的Helmholtz方程化为具有复数势能的Schredinger方程的形式,用进化算子的逆算子代替相应的共轭算子,定义了与实数折射率系统光束传输参数具有相似性质的力学量的复数平均值,证明复数光束质量因子守恒是复数ABCD定律成立的充要条件.利用推广的Heisenberg图象,从复数光束传输参数的进化方程得到了位置算子和动量算子的线性进化方程,进一步利用量子力学的表象和表示理论得到了一般复数ABCD系统的Huygens积分.
将复数折射率介质的Helmholtz方程化为具有复数势能的Schredinger方程的形式,用进化算子的逆算子代替相应的共轭算子,定义了与实数折射率系统光束传输参数具有相似性质的力学量的复数平均值,证明复数光束质量因子守恒是复数ABCD定律成立的充要条件.利用推广的Heisenberg图象,从复数光束传输参数的进化方程得到了位置算子和动量算子的线性进化方程,进一步利用量子力学的表象和表示理论得到了一般复数ABCD系统的Huygens积分.
2002, 51(3): 527-531.
doi: 10.7498/aps.51.527
摘要:
报道用激光全息技术结合可见光光聚合制作周期结构的方法和物理机理;对多束激光相干产生的空间干涉光场进行了讨论;提供了一组激光束的偏振态的最佳组合,使激光全息技术制作理想的亚微米单晶结构更有效和快捷.分析了曝光量与制作效果的关系,此法可实现小球自排无法实现的大幅度占空比调节.与紫外光光聚合相比,可见光光聚合可在监视下调节,操作方便安全.
报道用激光全息技术结合可见光光聚合制作周期结构的方法和物理机理;对多束激光相干产生的空间干涉光场进行了讨论;提供了一组激光束的偏振态的最佳组合,使激光全息技术制作理想的亚微米单晶结构更有效和快捷.分析了曝光量与制作效果的关系,此法可实现小球自排无法实现的大幅度占空比调节.与紫外光光聚合相比,可见光光聚合可在监视下调节,操作方便安全.
2002, 51(3): 532-535.
doi: 10.7498/aps.51.532
摘要:
研究了置于外部环境(热库)中的二能级原子在外加驱动场时原子的消相干问题.得到简并双光子过程中原子约化密度算符非对角元.在二能级原子的消相干被消除的情况下,讨论外加驱动场的特性.
研究了置于外部环境(热库)中的二能级原子在外加驱动场时原子的消相干问题.得到简并双光子过程中原子约化密度算符非对角元.在二能级原子的消相干被消除的情况下,讨论外加驱动场的特性.
2002, 51(3): 536-540.
doi: 10.7498/aps.51.536
摘要:
研究在光纤中运动的单模光子在固定系中的自旋算符表式,在将螺旋度当作不变量的基础上构造使光纤中光子极化面转动的有效哈密顿量,运用与不变量有关的幺正变换方法,获得了光纤中运动光子演化方程(含时薛定谔方程)的精确解,并研究光子在光纤中运动的极化问题,包括几何相因子、总哈密顿量和波函数演化算符的显式.
研究在光纤中运动的单模光子在固定系中的自旋算符表式,在将螺旋度当作不变量的基础上构造使光纤中光子极化面转动的有效哈密顿量,运用与不变量有关的幺正变换方法,获得了光纤中运动光子演化方程(含时薛定谔方程)的精确解,并研究光子在光纤中运动的极化问题,包括几何相因子、总哈密顿量和波函数演化算符的显式.
2002, 51(3): 541-546.
doi: 10.7498/aps.51.541
摘要:
研究了简并双光子拉曼耦合过程中存在位相损耗时,光场原子系统线性熵、光场线性熵和原子线性熵的特性,讨论了原子相干性和光场平均光子数对各线性熵的影响.结果表明:由于位相损耗的存在使系统的线性熵除初始时刻为零外,其他时刻均大于零,且与原子初始状态无关,即原子相干性对系统线性熵没有影响.当原子初始处于激发态或基态时,原子线性熵呈现出较完美的周期性;而在原子初始处于激发态和基态的叠加态时,原子的线性熵始终为零.随光场平均光子数的增加,各线性熵均会增大.
研究了简并双光子拉曼耦合过程中存在位相损耗时,光场原子系统线性熵、光场线性熵和原子线性熵的特性,讨论了原子相干性和光场平均光子数对各线性熵的影响.结果表明:由于位相损耗的存在使系统的线性熵除初始时刻为零外,其他时刻均大于零,且与原子初始状态无关,即原子相干性对系统线性熵没有影响.当原子初始处于激发态或基态时,原子线性熵呈现出较完美的周期性;而在原子初始处于激发态和基态的叠加态时,原子的线性熵始终为零.随光场平均光子数的增加,各线性熵均会增大.
2002, 51(3): 547-553.
doi: 10.7498/aps.51.547
摘要:
实现了在保持本征值谱结构不变情况下同调谐振子的几种变形.这些变形包括三维各向同性谐振子径向方程、开普勒径向方程、Morse势s态等问题.每一个变形体系对应着同调参量g的确定取值.同调谐振子有一定的普遍适应性,具有丰富的内容.
实现了在保持本征值谱结构不变情况下同调谐振子的几种变形.这些变形包括三维各向同性谐振子径向方程、开普勒径向方程、Morse势s态等问题.每一个变形体系对应着同调参量g的确定取值.同调谐振子有一定的普遍适应性,具有丰富的内容.
2002, 51(3): 554-558.
doi: 10.7498/aps.51.554
摘要:
从光子与声子相互作用机理出发,导出金属材料能量吸收速率.利用格林函数和有限积分变换法求出有热源情况下的热传导方程的解析解,讨论了材料性质、板厚度对板内温度分布的影响.结果表明:矩形激光脉冲辐照下金属板材料温度分布具有波动特征,板厚度和板材料性质对温度波动频率有重要影响.
从光子与声子相互作用机理出发,导出金属材料能量吸收速率.利用格林函数和有限积分变换法求出有热源情况下的热传导方程的解析解,讨论了材料性质、板厚度对板内温度分布的影响.结果表明:矩形激光脉冲辐照下金属板材料温度分布具有波动特征,板厚度和板材料性质对温度波动频率有重要影响.
2002, 51(3): 559-564.
doi: 10.7498/aps.51.559
摘要:
用互相干函数法研究了圆形横截面的部分相干光光束在光折变晶体中的自陷行为.光束的初态及材料的非线性决定了光束自陷的变化形式,导出空间周期表达式,获得了光束相干半径的解析表达式,发现部分相干光光束的相干特性会随传播距离发生周期性的演化,并将圆形光束的讨论结果扩展到椭圆形光束中.
用互相干函数法研究了圆形横截面的部分相干光光束在光折变晶体中的自陷行为.光束的初态及材料的非线性决定了光束自陷的变化形式,导出空间周期表达式,获得了光束相干半径的解析表达式,发现部分相干光光束的相干特性会随传播距离发生周期性的演化,并将圆形光束的讨论结果扩展到椭圆形光束中.
2002, 51(3): 565-572.
doi: 10.7498/aps.51.565
摘要:
用标量有限元方法计算了周期性极化的铌酸锂光波导中模折射率和模场分布,并在计算中引入铌酸锂晶体折射率与温度变化的关系,分析了准位相匹配铌酸锂波导倍频效率与极化反转光栅周期、基频光波长、波导器件温度等关系.理论分析与实验结果符合得很好.在此基础上,分析了波导制作参数与倍频效率、光栅周期与晶体温度,以及温度带宽与光栅通光方向长度等关系,进而对铌酸锂波导倍频器件进行优化设计.
用标量有限元方法计算了周期性极化的铌酸锂光波导中模折射率和模场分布,并在计算中引入铌酸锂晶体折射率与温度变化的关系,分析了准位相匹配铌酸锂波导倍频效率与极化反转光栅周期、基频光波长、波导器件温度等关系.理论分析与实验结果符合得很好.在此基础上,分析了波导制作参数与倍频效率、光栅周期与晶体温度,以及温度带宽与光栅通光方向长度等关系,进而对铌酸锂波导倍频器件进行优化设计.
2002, 51(3): 573-577.
doi: 10.7498/aps.51.573
摘要:
对单色非相干光光伏空间孤子进行了理论研究.发现非相干光光伏空间孤子所满足的微分方程与相干光光伏空间孤子的具有相似性,并可用于近似描述相干距离远小于光束尺寸的部分空间非相干光光伏空间孤子.在Cu:KNSBN晶体中观察到单色光部分空间非相干光光伏空间亮孤子.
对单色非相干光光伏空间孤子进行了理论研究.发现非相干光光伏空间孤子所满足的微分方程与相干光光伏空间孤子的具有相似性,并可用于近似描述相干距离远小于光束尺寸的部分空间非相干光光伏空间孤子.在Cu:KNSBN晶体中观察到单色光部分空间非相干光光伏空间亮孤子.
2002, 51(3): 578-583.
doi: 10.7498/aps.51.578
摘要:
应用Z扫描技术在甲苯溶液中研究了三种8辛烷氧基金属酞菁[(C8H17O)8PcZn(PcZn),(C8H17O)8PcNi(PcNi)和(C8H17O)8PcPb(PcPb)]在532nm对35ps脉冲激光的三阶非线性吸收和折射特性.用多能级模型拟合实验数据,得到三种酞菁的激发单重态吸收截面积σex分别为27×10-17cm2(PcZn),8.2×10-18cm2(PcNi)和3.4×10-18cm2(PcPb),相应的非线性折射率n2=-7.9×10-13,-5.5×10-13和-1.6×10-12esu,三种酞菁都具有自散焦效应.通过入射能流与透射能流的关系,研究了该类分子在甲苯溶液中在532nm对35ps脉冲激光的限幅特性,限幅机理是基于激发单重态的反饱和吸收.在TT0=0.5时,分别测定出它们的限幅阈值为60mJcm2(PcZn),80mJcm2(PcNi)和130mJcm2(PcPb).当入射能流达到500mJcm2时,相应的最高输出能流分别为40,80和150mJcm2,其中锌和镍酞菁的输出能流远低于同样条件下C60的输出能流(140mJcm2).
应用Z扫描技术在甲苯溶液中研究了三种8辛烷氧基金属酞菁[(C8H17O)8PcZn(PcZn),(C8H17O)8PcNi(PcNi)和(C8H17O)8PcPb(PcPb)]在532nm对35ps脉冲激光的三阶非线性吸收和折射特性.用多能级模型拟合实验数据,得到三种酞菁的激发单重态吸收截面积σex分别为27×10-17cm2(PcZn),8.2×10-18cm2(PcNi)和3.4×10-18cm2(PcPb),相应的非线性折射率n2=-7.9×10-13,-5.5×10-13和-1.6×10-12esu,三种酞菁都具有自散焦效应.通过入射能流与透射能流的关系,研究了该类分子在甲苯溶液中在532nm对35ps脉冲激光的限幅特性,限幅机理是基于激发单重态的反饱和吸收.在TT0=0.5时,分别测定出它们的限幅阈值为60mJcm2(PcZn),80mJcm2(PcNi)和130mJcm2(PcPb).当入射能流达到500mJcm2时,相应的最高输出能流分别为40,80和150mJcm2,其中锌和镍酞菁的输出能流远低于同样条件下C60的输出能流(140mJcm2).
2002, 51(3): 584-589.
doi: 10.7498/aps.51.584
摘要:
在原子法激光同位素分离工程中,电子枪加热金属铀产生的原子蒸气的密度、速度以及温度等宏观量分布特性是非常重要的参数.为了分析电子枪功率和束宽对原子蒸气密度、速度、温度、质量通量和速度分布等物理特性的影响,采用直接MonteCarlo方法用柱坐标模拟了铀原子平面蒸发动力学过程.在电子枪加热方式下,蒸发源温度场不均匀,而且温度场随电子枪功率和束宽变化.着重研究这种变化对蒸气各种物理特性的影响.模拟结果表明,电子枪功率越高,蒸气径向宏观漂移速度越大,蒸发量越大;电子束束宽越窄,蒸发量越大.
在原子法激光同位素分离工程中,电子枪加热金属铀产生的原子蒸气的密度、速度以及温度等宏观量分布特性是非常重要的参数.为了分析电子枪功率和束宽对原子蒸气密度、速度、温度、质量通量和速度分布等物理特性的影响,采用直接MonteCarlo方法用柱坐标模拟了铀原子平面蒸发动力学过程.在电子枪加热方式下,蒸发源温度场不均匀,而且温度场随电子枪功率和束宽变化.着重研究这种变化对蒸气各种物理特性的影响.模拟结果表明,电子枪功率越高,蒸气径向宏观漂移速度越大,蒸发量越大;电子束束宽越窄,蒸发量越大.
2002, 51(3): 590-595.
doi: 10.7498/aps.51.590
摘要:
利用一维辐射流体力学程序MULTI数值模拟研究了功率为1014Wcm2、脉冲宽度为300ps、波长为0.44μm的强激光辐照平面Au靶时产生X射线的过程,给出了X射线转换效率和能谱分布.通过将靶物质划分为对所产生的X射线光学薄的转化区和光学厚的再发射区,得到了作为黑体辐射热源的最佳靶厚度,并给出了辐射加热靶所产生的等离子体的密度和温度的空间分布.
利用一维辐射流体力学程序MULTI数值模拟研究了功率为1014Wcm2、脉冲宽度为300ps、波长为0.44μm的强激光辐照平面Au靶时产生X射线的过程,给出了X射线转换效率和能谱分布.通过将靶物质划分为对所产生的X射线光学薄的转化区和光学厚的再发射区,得到了作为黑体辐射热源的最佳靶厚度,并给出了辐射加热靶所产生的等离子体的密度和温度的空间分布.
2002, 51(3): 596-602.
doi: 10.7498/aps.51.596
摘要:
超声分子束注入作为一种新的托卡马克加料方法,已成功地开发和应用于环流器新一号(HL1M)和超导托卡马克HT7.近期开展的高气压超声分子束注入实验,在束流中发现了团簇流,其注入等离子体深度超过17cm.电子密度上升率接近于小型冰弹丸加料.多脉冲超声分子束注入形成电子密度阶梯形上升,类似于多弹丸加料效果,电子温度剖面呈中空分布.描述了在HL1M装置同一次欧姆放电等离子体中超声分子束与冰弹丸加料效果的实验比较.
超声分子束注入作为一种新的托卡马克加料方法,已成功地开发和应用于环流器新一号(HL1M)和超导托卡马克HT7.近期开展的高气压超声分子束注入实验,在束流中发现了团簇流,其注入等离子体深度超过17cm.电子密度上升率接近于小型冰弹丸加料.多脉冲超声分子束注入形成电子密度阶梯形上升,类似于多弹丸加料效果,电子温度剖面呈中空分布.描述了在HL1M装置同一次欧姆放电等离子体中超声分子束与冰弹丸加料效果的实验比较.
2002, 51(3): 603-608.
doi: 10.7498/aps.51.603
摘要:
借助X射线衍射和透射电子显微镜研究了在机械驱动下难熔金属Ta与N2的氮化反应.实验发现,在室温下的高能球磨可实现TaN2反应,并形成三种不同结构的氮化物:六方结构的Ta2N,四方结构的Ta3N5和非晶相.研究表明,N2在清洁的金属表面上发生可离解式的化学吸附是TaN2反应的基本过程,高的Ta—N键合能是N2分子在Ta表面上发生化学吸附的热力学驱动力,而球磨在金属粉末中引入的储能(界面能和缺陷能)为Ta—N向金属氮化物转变提供了激活能.球磨后期非晶相的形成则源于Fe的侵入,所形成的非晶相含有TaFeN三种元素.
借助X射线衍射和透射电子显微镜研究了在机械驱动下难熔金属Ta与N2的氮化反应.实验发现,在室温下的高能球磨可实现TaN2反应,并形成三种不同结构的氮化物:六方结构的Ta2N,四方结构的Ta3N5和非晶相.研究表明,N2在清洁的金属表面上发生可离解式的化学吸附是TaN2反应的基本过程,高的Ta—N键合能是N2分子在Ta表面上发生化学吸附的热力学驱动力,而球磨在金属粉末中引入的储能(界面能和缺陷能)为Ta—N向金属氮化物转变提供了激活能.球磨后期非晶相的形成则源于Fe的侵入,所形成的非晶相含有TaFeN三种元素.
2002, 51(3): 609-615.
doi: 10.7498/aps.51.609
摘要:
利用第一性原理方法模拟了自由钒氧酞菁(VOPc)和钒酞菁(VPc)分子的扫描隧道显微镜(STM)图像,与实验观察结果相当符合.理论STM图像都显示出亚分子内结构,外围呈四叶状.其主要差异表现在VOPc分子中心处的钒氧离子在STM图像中为一空洞,而在VPc分子的STM图像中钒离子为突起的亮斑.通过分析VOPc和VPc分子的电子结构,对模拟结果给出自洽的理论解释.造成两者图像显著不同的物理原因是VPc分子在费米能级附近有明显含dz2成分的分子轨道,导致钒离子在STM图像中央为突起的亮斑.而在VOPc分子中dz2分态密度峰位由于氧原子的加入使之远离费米能级,使STM不能“看到”VOPc分子中钒氧离子.
利用第一性原理方法模拟了自由钒氧酞菁(VOPc)和钒酞菁(VPc)分子的扫描隧道显微镜(STM)图像,与实验观察结果相当符合.理论STM图像都显示出亚分子内结构,外围呈四叶状.其主要差异表现在VOPc分子中心处的钒氧离子在STM图像中为一空洞,而在VPc分子的STM图像中钒离子为突起的亮斑.通过分析VOPc和VPc分子的电子结构,对模拟结果给出自洽的理论解释.造成两者图像显著不同的物理原因是VPc分子在费米能级附近有明显含dz2成分的分子轨道,导致钒离子在STM图像中央为突起的亮斑.而在VOPc分子中dz2分态密度峰位由于氧原子的加入使之远离费米能级,使STM不能“看到”VOPc分子中钒氧离子.
2002, 51(3): 616-619.
doi: 10.7498/aps.51.616
摘要:
用建立在强场图像和自旋轨道耦合机理的高阶微扰公式研究了ZnO晶体中Mn2+和Fe3+杂质中心的零场分裂.研究发现:Mn2+和Fe3+离子不能占据准确的Zn2+位置,而是沿c3轴方向各自位移一段距离ΔR.这些位移及与此相关的缺陷结构也为Newman叠加模型所证实
用建立在强场图像和自旋轨道耦合机理的高阶微扰公式研究了ZnO晶体中Mn2+和Fe3+杂质中心的零场分裂.研究发现:Mn2+和Fe3+离子不能占据准确的Zn2+位置,而是沿c3轴方向各自位移一段距离ΔR.这些位移及与此相关的缺陷结构也为Newman叠加模型所证实
2002, 51(3): 620-624.
doi: 10.7498/aps.51.620
摘要:
报道了N+离子轰击产生的氮化硼(BN)纳米结构,及在电子辐照时结构演化的高分辨透射电子显微镜的原位测定结果.应当强调的是,这种类富勒烯和发夹结构的演化,实际上是电子辐照诱发固态相变的发展,观察中发现的一些BN颗粒、卷曲物,可以被认为是类富勒烯等纳米结构形成的前体或早期阶段.提出了一种类富勒烯等结构的电子辐照动力学模型,并进行了讨论.
报道了N+离子轰击产生的氮化硼(BN)纳米结构,及在电子辐照时结构演化的高分辨透射电子显微镜的原位测定结果.应当强调的是,这种类富勒烯和发夹结构的演化,实际上是电子辐照诱发固态相变的发展,观察中发现的一些BN颗粒、卷曲物,可以被认为是类富勒烯等纳米结构形成的前体或早期阶段.提出了一种类富勒烯等结构的电子辐照动力学模型,并进行了讨论.
2002, 51(3): 625-628.
doi: 10.7498/aps.51.625
摘要:
利用强迫振动扭摆方法对ZnAl二元合金熔化过程的低频内耗进行了研究.结果表明,ZnAl二元合金熔化过程的内耗峰与其固态相变内耗峰的特征有较大差异.结合该合金熔化过程的微观结构变化,初步分析了内耗峰的形成机理.
利用强迫振动扭摆方法对ZnAl二元合金熔化过程的低频内耗进行了研究.结果表明,ZnAl二元合金熔化过程的内耗峰与其固态相变内耗峰的特征有较大差异.结合该合金熔化过程的微观结构变化,初步分析了内耗峰的形成机理.
2002, 51(3): 629-634.
doi: 10.7498/aps.51.629
摘要:
研究了离子注入前后GaN的拉曼散射光谱,特别是其中几个在各种离子注入后都存在的拉曼散射峰,如298,362和661cm-1峰的性质,峰值强度随注入元素原子量、注入剂量和退火温度的变化关系.上述三个拉曼散射峰的强度都随注入元素原子量的增加而降低.当注入剂量增大时,362和661cm-1峰值强度减少,而298cm-1峰值强度却增大.随退火温度的升高,这三个拉曼散射峰的强度先增加后降低.对所观察到的实验现象和这三个峰的起源进行了分析和讨论.
研究了离子注入前后GaN的拉曼散射光谱,特别是其中几个在各种离子注入后都存在的拉曼散射峰,如298,362和661cm-1峰的性质,峰值强度随注入元素原子量、注入剂量和退火温度的变化关系.上述三个拉曼散射峰的强度都随注入元素原子量的增加而降低.当注入剂量增大时,362和661cm-1峰值强度减少,而298cm-1峰值强度却增大.随退火温度的升高,这三个拉曼散射峰的强度先增加后降低.对所观察到的实验现象和这三个峰的起源进行了分析和讨论.
2002, 51(3): 635-639.
doi: 10.7498/aps.51.635
摘要:
用相界面摩擦原理计算了Ni525Mn235Ga24单晶样品在马氏体相变过程中由于相界面摩擦所消耗的能量.计算结果表明,克服相界面摩擦所需要的能量为1314Jmol,仅占相变潜热的一小部分.另外,精细的交流磁化率测量样品的转变循环回线结果表明,相变热滞后的大小和马氏体的转变百分数成正比,从而进一步证明了热弹性马氏体相变的热滞后来源于相界面推移过程中的摩擦
用相界面摩擦原理计算了Ni525Mn235Ga24单晶样品在马氏体相变过程中由于相界面摩擦所消耗的能量.计算结果表明,克服相界面摩擦所需要的能量为1314Jmol,仅占相变潜热的一小部分.另外,精细的交流磁化率测量样品的转变循环回线结果表明,相变热滞后的大小和马氏体的转变百分数成正比,从而进一步证明了热弹性马氏体相变的热滞后来源于相界面推移过程中的摩擦
2002, 51(3): 640-644.
doi: 10.7498/aps.51.640
摘要:
在单晶样品Ni52Mn245Ga235中观察到了单纯由温度诱发的完全的热弹性中间马氏体相变,测定了母相和中间马氏体相的晶体结构和晶格参数.通过对研磨成不同晶粒度大小的单晶样品的研究,发现晶粒度小于50μm时,由于机械研磨引入的内应力可以使中间马氏体相变消失.但这种引入的内应力并不引起马氏体相变温度的明显改变.计算了不同晶粒度大小的样品由于机械研磨引起的微观应变和引入的微观内应力.分析指出,马氏体相变路径的选取与机械研磨引入的内应力大小密切相关.
在单晶样品Ni52Mn245Ga235中观察到了单纯由温度诱发的完全的热弹性中间马氏体相变,测定了母相和中间马氏体相的晶体结构和晶格参数.通过对研磨成不同晶粒度大小的单晶样品的研究,发现晶粒度小于50μm时,由于机械研磨引入的内应力可以使中间马氏体相变消失.但这种引入的内应力并不引起马氏体相变温度的明显改变.计算了不同晶粒度大小的样品由于机械研磨引起的微观应变和引入的微观内应力.分析指出,马氏体相变路径的选取与机械研磨引入的内应力大小密切相关.
2002, 51(3): 645-648.
doi: 10.7498/aps.51.645
摘要:
用局域密度泛函线性丸盒轨道大型超原胞方法(32个原子),对纯纤锌矿结构的GaN用调节计算参数(如原子球与“空球”的占空比)在自洽条件下使Eg的计算值(323eV)接近实验值(35eV).然后以原子替代方式自洽计算杂质能级在Eg中的相对位置.模拟计算了六角结构GaN中自然缺陷以及与C和O有关的杂质能级位置,包括其复合物.计算结果表明,单个缺陷如镓空位VGa、氮空位VN、氧代替氮ON、炭代替氮CN、炭代替镓CGa等与已有的计算结果基本一致.计算结果表明杂质复合物会导致单个杂质能级位置的相对变化.计算了CNON,CGaCN,CNOV和CGaVGa,其中CNON分别具有深受主与浅施主的特征,是导致GaN黄光的一种可能的结构.
用局域密度泛函线性丸盒轨道大型超原胞方法(32个原子),对纯纤锌矿结构的GaN用调节计算参数(如原子球与“空球”的占空比)在自洽条件下使Eg的计算值(323eV)接近实验值(35eV).然后以原子替代方式自洽计算杂质能级在Eg中的相对位置.模拟计算了六角结构GaN中自然缺陷以及与C和O有关的杂质能级位置,包括其复合物.计算结果表明,单个缺陷如镓空位VGa、氮空位VN、氧代替氮ON、炭代替氮CN、炭代替镓CGa等与已有的计算结果基本一致.计算结果表明杂质复合物会导致单个杂质能级位置的相对变化.计算了CNON,CGaCN,CNOV和CGaVGa,其中CNON分别具有深受主与浅施主的特征,是导致GaN黄光的一种可能的结构.
2002, 51(3): 649-654.
doi: 10.7498/aps.51.649
摘要:
用随机矩阵理论对BCS理论中的自洽方程进行修正.由此得到的新自洽方程能合理地描述纳米量级Al粒子的超导电性.更进一步论证在外磁场作用下,s>0态由于Zeeman效应得出了实验中已观测到的超导增强效应.
用随机矩阵理论对BCS理论中的自洽方程进行修正.由此得到的新自洽方程能合理地描述纳米量级Al粒子的超导电性.更进一步论证在外磁场作用下,s>0态由于Zeeman效应得出了实验中已观测到的超导增强效应.
2002, 51(3): 655-658.
doi: 10.7498/aps.51.655
摘要:
Sr2RuO4是第一个无CuO面的层状强关联氧化物超导体.测量了9至260K温度范围内Sr2RuO4的热电势,观测到在此温度范围内其热电势为正值.用两种载流子模型对实验数据进行了拟合,并且与Hall系数的实验结果进行了比较,发现低温下两种载流子对热电势和Hall系数的贡献比较类似,但在高温区空穴对热电势的贡献很大而相应地对Hall系数的贡献不占主要地位.
Sr2RuO4是第一个无CuO面的层状强关联氧化物超导体.测量了9至260K温度范围内Sr2RuO4的热电势,观测到在此温度范围内其热电势为正值.用两种载流子模型对实验数据进行了拟合,并且与Hall系数的实验结果进行了比较,发现低温下两种载流子对热电势和Hall系数的贡献比较类似,但在高温区空穴对热电势的贡献很大而相应地对Hall系数的贡献不占主要地位.
2002, 51(3): 659-662.
doi: 10.7498/aps.51.659
摘要:
采用多元芯片方法获得了一系列不同离子注入剂量的GaAsAlGaAs非对称耦合量子阱单元,通过光致荧光谱测量,研究了单纯的离子注入导致的界面混合效应.荧光光谱行为与有效质量理论计算研究表明,Al原子在异质结界面的扩散在离子注入过程中已基本完成,而热退火作用主要是去除无辐射复合中心.
采用多元芯片方法获得了一系列不同离子注入剂量的GaAsAlGaAs非对称耦合量子阱单元,通过光致荧光谱测量,研究了单纯的离子注入导致的界面混合效应.荧光光谱行为与有效质量理论计算研究表明,Al原子在异质结界面的扩散在离子注入过程中已基本完成,而热退火作用主要是去除无辐射复合中心.
2002, 51(3): 663-667.
doi: 10.7498/aps.51.663
摘要:
测量了高质量的单晶膜La2-xSrxCuO4(x=010,020,025)的电阻率和热电势.La19Sr01CuO4电阻率呈现S型行为,表明存在一个赝能隙,在赝能隙态可以用公式ρ=ρ0+βexp(-ΔT)很好地拟合.热电势的测量表明,在超导转变前样品的残余热电势值非常小,这是膜的高质量引起的,三个样品在200K以上都出现一个宽峰,对其进行了一些理论模型分析,并与电子型超导体热电势结果作了比较.
测量了高质量的单晶膜La2-xSrxCuO4(x=010,020,025)的电阻率和热电势.La19Sr01CuO4电阻率呈现S型行为,表明存在一个赝能隙,在赝能隙态可以用公式ρ=ρ0+βexp(-ΔT)很好地拟合.热电势的测量表明,在超导转变前样品的残余热电势值非常小,这是膜的高质量引起的,三个样品在200K以上都出现一个宽峰,对其进行了一些理论模型分析,并与电子型超导体热电势结果作了比较.
2002, 51(3): 668-673.
doi: 10.7498/aps.51.668
摘要:
采用直流辉光CF4O2等离子体增强反应蒸发方法沉积了氟掺杂氧化铟透明导电薄膜,经过真空退火处理薄膜的电阻率达到18×10-3Ω·cm,透光率高于80%.研究了掺氟量和退火温度对薄膜电阻率和透光率的影响,结果表明:氟的掺入增加了载流子浓度,使得薄膜的电阻率明显下降,而薄膜的透光率变差,但是可以通过真空退火处理使其得到显著的改善,掺氟量越大需要的退火温度越高.X射线衍射分析说明,氟的掺入使薄膜的无序度增加;退火处理提高了薄膜的结晶状况,改善了薄膜的透光性能,同时也没有增加薄膜的电阻率.
采用直流辉光CF4O2等离子体增强反应蒸发方法沉积了氟掺杂氧化铟透明导电薄膜,经过真空退火处理薄膜的电阻率达到18×10-3Ω·cm,透光率高于80%.研究了掺氟量和退火温度对薄膜电阻率和透光率的影响,结果表明:氟的掺入增加了载流子浓度,使得薄膜的电阻率明显下降,而薄膜的透光率变差,但是可以通过真空退火处理使其得到显著的改善,掺氟量越大需要的退火温度越高.X射线衍射分析说明,氟的掺入使薄膜的无序度增加;退火处理提高了薄膜的结晶状况,改善了薄膜的透光性能,同时也没有增加薄膜的电阻率.
2002, 51(3): 674-678.
doi: 10.7498/aps.51.674
摘要:
测量了Sm2-xCexCuO4(000≤x≤021)多晶样品的热电势S和电阻率ρ的温度依赖关系.在缘绝体—金属转变边界处,观测到热电势从绝缘体区明显的弱温度依赖关系到金属区线性温度依赖关系的转变.当Ce的含量由009增加到021时,高温下S的斜率发生由负到正的转变,这是能带的填充能级发生改变时电子型和空穴型载流子的贡献发生竞争的表现,由电子型向空穴型的过渡发生在x=017处.S和ρ在200K以下的斜率变化是载流子局域化造成的.x=006—021的样品在50K处观察到一个正的曳引峰.室温下的热电势S300K和S0(高温区热电势线性外推到0K的值)与Ce含量在绝缘体、欠掺杂和过掺杂区域有不同的依赖关系.过掺杂区域很小的S300K和S0意味着一个宽带的费米液体的贡献,同时ρ满足T2关系,二者相一致.
测量了Sm2-xCexCuO4(000≤x≤021)多晶样品的热电势S和电阻率ρ的温度依赖关系.在缘绝体—金属转变边界处,观测到热电势从绝缘体区明显的弱温度依赖关系到金属区线性温度依赖关系的转变.当Ce的含量由009增加到021时,高温下S的斜率发生由负到正的转变,这是能带的填充能级发生改变时电子型和空穴型载流子的贡献发生竞争的表现,由电子型向空穴型的过渡发生在x=017处.S和ρ在200K以下的斜率变化是载流子局域化造成的.x=006—021的样品在50K处观察到一个正的曳引峰.室温下的热电势S300K和S0(高温区热电势线性外推到0K的值)与Ce含量在绝缘体、欠掺杂和过掺杂区域有不同的依赖关系.过掺杂区域很小的S300K和S0意味着一个宽带的费米液体的贡献,同时ρ满足T2关系,二者相一致.
2002, 51(3): 679-684.
doi: 10.7498/aps.51.679
摘要:
对La2CuO4掺锌样品在不同降温速率下(330K保温30min后,分别以6Kh和02Ks的速率冷却至42K)电阻率(42—330K)和热导率(80—300K)随温度的变化关系进行了研究.实验结果表明,在不同降温速率下,热导率和电阻率都受到很大影响.快速降温过程使得130K以上的热导率减小,而热导率最小值出现在130K,且与降温速率无关.而低温下的热导率不受降温速率变化的影响.样品在高温区(T高于125K)电阻率随降温速率的增大而增大,低温区电阻率的非线性行为可用变程跳跃行为来描述.所有样品的热导率和电阻率在反铁磁相变温度都没有出现反常,这与能带理论框架下预期的结果和Anderson电荷自旋分离理论发生了矛盾,对此进行了讨论,并用极化子理论进行了自洽解释.
对La2CuO4掺锌样品在不同降温速率下(330K保温30min后,分别以6Kh和02Ks的速率冷却至42K)电阻率(42—330K)和热导率(80—300K)随温度的变化关系进行了研究.实验结果表明,在不同降温速率下,热导率和电阻率都受到很大影响.快速降温过程使得130K以上的热导率减小,而热导率最小值出现在130K,且与降温速率无关.而低温下的热导率不受降温速率变化的影响.样品在高温区(T高于125K)电阻率随降温速率的增大而增大,低温区电阻率的非线性行为可用变程跳跃行为来描述.所有样品的热导率和电阻率在反铁磁相变温度都没有出现反常,这与能带理论框架下预期的结果和Anderson电荷自旋分离理论发生了矛盾,对此进行了讨论,并用极化子理论进行了自洽解释.
2002, 51(3): 685-689.
doi: 10.7498/aps.51.685
摘要:
利用溶胶凝胶低温合成非晶态技术,以正硅酸乙酯、γ缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷和乙醇为前驱体,将手性分子葡萄糖均匀地掺入到上述体系的溶胶与凝胶中,成功地研制出无机固体手性材料样品,并对其光学极化特性、光谱特性及材料的热稳定性进行了测试.测试结果表明,样品的旋光率为-095°cm,计算所得的手征参数为155×10-7.
利用溶胶凝胶低温合成非晶态技术,以正硅酸乙酯、γ缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷和乙醇为前驱体,将手性分子葡萄糖均匀地掺入到上述体系的溶胶与凝胶中,成功地研制出无机固体手性材料样品,并对其光学极化特性、光谱特性及材料的热稳定性进行了测试.测试结果表明,样品的旋光率为-095°cm,计算所得的手征参数为155×10-7.
2002, 51(3): 690-695.
doi: 10.7498/aps.51.690
摘要:
研究了960nm激光激发下HoYb双掺钒酸钇晶体HoYb:YVO4的直接上转换增敏发光,发现了Ho3+离子的上转换发光现象,HoYb:YVO4晶体的上转换发光是5F5→5I8最强,而5S2→5I8相对小了一个数量级,这是由于YVO4晶体既有很强的振子强度又有很大的多声子无辐射弛豫造成的.
研究了960nm激光激发下HoYb双掺钒酸钇晶体HoYb:YVO4的直接上转换增敏发光,发现了Ho3+离子的上转换发光现象,HoYb:YVO4晶体的上转换发光是5F5→5I8最强,而5S2→5I8相对小了一个数量级,这是由于YVO4晶体既有很强的振子强度又有很大的多声子无辐射弛豫造成的.
2002, 51(3): 696-699.
doi: 10.7498/aps.51.696
摘要:
提出了对组分密度差别较大合金进行电磁机械复合场处理来获得常规铸锭均匀凝固组织的新工艺,研究了电磁机械复合场处理对Al20Sn合金常规铸锭凝固组织的影响,并进行了理论分析.研究结果表明,在固液二相区内,处理温度越低,常规铸锭垂直方向上不同部位凝固组织的差异越小.
提出了对组分密度差别较大合金进行电磁机械复合场处理来获得常规铸锭均匀凝固组织的新工艺,研究了电磁机械复合场处理对Al20Sn合金常规铸锭凝固组织的影响,并进行了理论分析.研究结果表明,在固液二相区内,处理温度越低,常规铸锭垂直方向上不同部位凝固组织的差异越小.
2002, 51(3): 700-704.
doi: 10.7498/aps.51.700
摘要:
提出了一种表征火灾烟雾分类特征的方法,采用两个已知波长的消光系数的比值表征火灾烟雾的本质特征.研究表明:两个已知波长的消光系数比仅与烟雾粒子群的粒径分布、平均粒径和折射率有关,排除了烟雾粒子浓度的影响,通过对火灾烟雾进行简单的光学测量和计算,即可得到火灾烟雾的分类特征
提出了一种表征火灾烟雾分类特征的方法,采用两个已知波长的消光系数的比值表征火灾烟雾的本质特征.研究表明:两个已知波长的消光系数比仅与烟雾粒子群的粒径分布、平均粒径和折射率有关,排除了烟雾粒子浓度的影响,通过对火灾烟雾进行简单的光学测量和计算,即可得到火灾烟雾的分类特征
