Vol. 50, No. 2 (2001)
2001年01月20日
核物理学
2001, 50 (2): 189-192.
doi: 10.7498/aps.50.189
摘要 +
当X射线射入不同材料组成的界面时,在低Z材料的一侧将产生剂量增强.介绍了界面剂量增强效应的基本原理,并用蒙特-卡洛程序计算了钨-硅、钽-硅、钨-二氧化硅和钽-二氧化硅界面的剂量增强系数.
2001, 50 (2): 193-197.
doi: 10.7498/aps.50.193
摘要 +
利用同位旋相关的量子分子动力学模型,研究了112Sn+112Sn和124Sn+124Sn两反应系统在不同入射能量、不同碰撞参数、不同势场和不同核子-核子碰撞截面下的粒子发射特征.阐述了发射体系的同位旋对轻粒子产额比的影响.发现轻粒子产额比是同位旋的敏感观测量.另外,还发现中快度区发射的粒子有更高的丰中子程度.同时,轻粒子的比不敏感于核子核子碰撞截面,而敏感于核态方程,这使得从轻粒子比提取同位旋相关的核态方程变成一种可能.
2001, 50 (2): 198-203.
doi: 10.7498/aps.50.198
摘要 +
求解了Paul阱中总自旋为S=1/2,3/2的三全同费米子体系在共面情形下的Schr?dinger方程.根据其波函数节线结构和形状密度分布,研究了系统的结构和量子力学运动模式,并与玻色子体系和经典情形进行了比较.
流体、等离子体和放电
2001, 50 (2): 204-208.
doi: 10.7498/aps.50.204
摘要 +
采用光学阴影法和散射光成像,对飞秒激光等离子体中的局域密度涨落进行了研究.在实验中观察到了成丝不稳定性现象.从理论上对有质动力引起的局域密度涨落进行了分析.分析表明,这种成丝不稳定性主要是由有质动力造成的.
2001, 50 (2): 209-216.
doi: 10.7498/aps.50.209
摘要 +
MIG焊接熔池具有不规则的表面边界,温度较高且分布极不均匀,在电磁力、浮力、表面张力等的作用下发生剧烈运动.基于熔池表面变形较大时电弧电流密度的双峰分布模型,建立了电磁力的计算模型.采用数值模拟技术研究了熔池中的流体力学行为,揭示了焊接工艺参数对熔池流场的影响规律.实验表明,计算与实测结果符合良好.
凝聚物质：结构、热学和力学性质
2001, 50 (2): 217-222.
doi: 10.7498/aps.50.217
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利用傅里叶变换方法推导了一维Fibonacci类(FC(n))准晶衍射的结构因子方程,讨论了该系统的衍射峰和系统消光规则.在此基础上,计算了FC(1)和FC(3)准点阵的衍射谱.另外,把所得方程进行推广使之能用来研究FC(n)准周期超晶格的衍射性质.通过把FC(1)准周期超晶格衍射相对强度的计算结果与Merlin等人的实验结果进行比较,发现大多数衍射谱符合得较好,但有一条谱不一致.理论计算表明Merlin等人标定的谱(4,2)应该是一个次强峰.
2001, 50 (2): 223-226.
doi: 10.7498/aps.50.223
摘要 +
利用真空沉积方法在高定向石墨(HOPG)基底上直接制备了粒径分布较小的金纳米粒子.超高真空扫描隧道显微镜(STM)研究发现,在74℃退火后,表观直径为2.5nm的金纳米粒子在HOPG基底上形成了排列均匀的准一维纳米粒子链,并且此金纳米粒子链结构稳定.在122℃退火后,不同粒径的金纳米粒子在HOPG基底表面上聚合长大形成了准一维金纳米线.这一发现为制备由金粒子组成的有序纳米结构开辟了探索途径.
2001, 50 (2): 227-232.
doi: 10.7498/aps.50.227
摘要 +
本文通过偏振红外吸收光谱研究了铁电与反铁电液晶分子TFMHxPOCBC-D2(4-(trifluoromethylhexy-3-d2 carbonyl)phenyl 4′-octyloxybiphenyl caboxylate)在垂直排列取向液晶盒中CD2基团绕手征性烷基链转动的受阻行为.实验结果显示CD2的偏振红外吸收在Sm-C相不同于Sm-CA相.建立了一个CD2转动受阻模型,在这一模型的基础上,对CD2的偏振红外吸收进行了模拟计算,较好地解释了CD2红外吸收在铁电和反铁电液晶相下的行为差异,得到了CD2基团绕手征性烷基链转动受阻的结论.
2001, 50 (2): 233-238.
doi: 10.7498/aps.50.233
摘要 +
通过研究铁磁性金属间化合物Ni2+xMn1-xGa(x=-0.1,0,0.08,0.13,0.18,0.2)和Ni2-xMn1+x/2Ga1+x/2(x=-0.1,0,0.04,0.06,0.1)两个系列多晶样品的交流磁化率随温度的变化行为,得到了化合物在不同组分下的马氏体相变温度TM和居里温度TC.发现随着Ni成分的增加,前者的马氏体相变温度Tm增加,而居里温度TC降低,后者的马氏体相变温度Tm和居里温度TC均是先增大后减小.报道了Tm在室温附近的单晶样品Ni52Mn24Ga24的磁场增强双向形状记忆效应.发现伴随着马氏体相变,样品在[001]方向可产生1.2%的收缩.如果在该方向施加1.2T的偏磁场可以使该应变值增大到4.0%.而垂直于[001]方向施加1.2T的偏磁场时,在[001]方向产生1.6%的膨胀.阐明了产生大应变的原因并非相界移动,而是单晶的杂散内应力小和外加磁场通过孪晶界移动使马氏体变体重组的共同结果.
2001, 50 (2): 239-243.
doi: 10.7498/aps.50.239
摘要 +
用统一的、参数物理意义明确的刚性离子模型研究了铁电体PbTiO3铁电相和顺电相的声子色散关系和布里渊区中心有关相变的振动模,用比以往计算少得多的参数得到了比较好的结果,并提出了研究软模的简化模型构想.
2001, 50 (2): 244-250.
doi: 10.7498/aps.50.244
摘要 +
采用分子动力学方法模拟研究了未重构的金刚石/硅(001)面相接触时界面层原子的弛豫过程及所形成的异质界面的结构特征.硅碳二元系统中原子间的相互作用采用Tersoff多体经验势描述.弛豫前沿[110]与[110]方向界面碳硅原子数之比均为3∶2.界面碳硅原子总数之比为9∶4.弛豫后金刚石与硅界面处晶格匹配方式改变为[110]方向基本上以3∶2关系对准,而[110]方向大致以1∶1关系对准.相应地,界面碳硅原子总数之比接近3∶2.界面下方部分第二层硅原子在弛豫过程中向上迁移至界面是引起这种变化的原因,同时该层其他原子及其底下一到两个原子层厚度的区域在[001]方向上出现一定程度的无序化转变倾向.金刚石/硅异质界面处的硅碳原子发生强烈键合,形成平均键长为0.189nm的硅碳键.研究证实,晶格匹配主要呈现界面及其附近硅原子迎合界面碳原子排列的特点.
2001, 50 (2): 251-255.
doi: 10.7498/aps.50.251
摘要 +
利用扫描电子显微镜和原子力显微镜对负衬底偏压增强金刚石核化的过程进行了分析,从理论上探索了负衬底偏压作用下离子的轰击效应增强金刚石核在Si衬底上附着力的机理,给出了金刚石核与衬底的附着力和衬底负偏压之间的关系.
2001, 50 (2): 256-261.
doi: 10.7498/aps.50.256
摘要 +
在Si(111)衬底上用聚苯乙烯溶胶凝胶甩膜并经950℃真空(10-3Pa)热解处理法,制备出晶态SiC薄膜.用FTIR,XRD,TEM,RamanXPS等方法研究了SiC薄膜的晶体结构、微结构、组成以及各元素的化学态等性质.结果表明制得的是沿(0001)高度择优取向的晶态6H-SiC薄膜.膜中SiC晶粒沿c轴柱状生长,其最大尺寸约150nm,膜厚约为0.3μm,SiC中的Si/C比约为1.表层有少许污染C(CH和CO)和少量O(Si2O3,CO态氧和吸附氧).从对比实验可知,在热解时将甩膜的Si片与另一空白Si片面面相贴可明显增加SiC的生成量.
2001, 50 (2): 262-267.
doi: 10.7498/aps.50.262
摘要 +
设计了含有InAs自组装量子点(SAQDs)的新型金属半导体金属隧穿结构,研究了其直流输运特性,观察到了电流迟滞回路现象.这种回路现象是由于紧邻金属肖特基接触的量子点充电和放电引起的,也可以说是由外加电压控制的量子点的单电子过程引起的.分析了量子点总体的充放电特性,量子点中电子在高电场下隧穿出量子点的概率变化决定了量子点的放电过程,而充电过程是由流过量子点层的二极管正向电流决定.理论拟合结果显示充电过程主要由于量子点基态能级俘获电子照成的,激发态对量子点充放电过程只有微弱影响.
凝聚物质：电子结构、电学、磁学和光学性质
2001, 50 (2): 268-272.
doi: 10.7498/aps.50.268
摘要 +
在已有的硅势模型基础上,引进氢原子,计及Si-H键环境的影响,构造出新的硅氢紧束缚势模型.通过测试计算,这一新的硅氢势模型显示出较好的传递性,可适宜于研究复杂的硅氢体系.
2001, 50 (2): 273-277.
doi: 10.7498/aps.50.273
摘要 +
在面心立方(fcc)、体心立方(bcc)和六角密堆积(hcp)3种不同结构晶体的自由电子能带模型中,发现4个最低能带与5个次低能带本征值的平均能量(称为平均键能,Em)与费米能级(EF)相当接近;并进一步在hcp结构的钛(Ti)、锆(Zr)和铪(Hf)以及bcc结构的铁(Fe)等金属中,采用从头赝势能带计算方法和平均键能计算方法,证实在这些金属的实际能带中,平均键能(Em)值仍然非常接近于费米能级(EF)值.该发现有助于进一步了解平均键能(Em)的物理内涵.
2001, 50 (2): 278-286.
doi: 10.7498/aps.50.278
摘要 +
采用推广的LCAO方法和有限元方法计算了两个相同量子点组成的双量子点分子的电子结构,结果表明这种人造分子间的相互作用随两个量子点中心之间距离的变化可实现由共价键向离子键的转变.对于两个不同的量子点组成的双量子点分子,利用有限元方法计算了两个量子点中心之间距离、量子点受限势高度以及量子点半径对这种人造分子的电子结构的影响,定性地说明了Oosterkamp等人的实验现象.
2001, 50 (2): 287-292.
doi: 10.7498/aps.50.287
摘要 +
利用光子流概念研究了三波混频中本征模状态的相位和光子流的变化,以及该状态对光波的初始相位和初始光子流的要求,研究了三波混频中只有光子流的交换却没有相位变化的特殊状态,提出了本征模状态推拉式非线性光环镜的全光开关,并数值计算了这种全光开关的性能,数值结果表明,该光开关的性能稳定性好,并且易于实现和控制输出信号光的光强及相位.
2001, 50 (2): 293-298.
doi: 10.7498/aps.50.293
摘要 +
利用等温表面电位衰减及热刺激放电(thermally stimulated discharge,TSD)方法探讨了恒栅压电晕充电经常压化学气相沉积(APCVD)的Si基Si3N4和热生长SiO2双层薄膜驻极体电荷的存储特性.结果表明:在常温环境中,300℃高温下,以及95%相对湿度时的60℃条件下,所有试样表现出极好的电荷储存稳定性.对于负电晕充电试样,其电荷输运受慢再捕获效应(slow retrapping effect)控制;用热离子发射模型来描述了正电晕充电Si3N4/SiO2驻极体的正电荷输运特性.
2001, 50 (2): 299-303.
doi: 10.7498/aps.50.299
摘要 +
基于介观电路中电荷应是量子化的这一基本事实,给出了介观电感耦合电路的量子理论和库仑阻塞条件,并讨论了该介观电感耦合电路的量子涨落.
2001, 50 (2): 304-309.
doi: 10.7498/aps.50.304
摘要 +
研究了K3Ba3C60在不同温度下的Raman光谱.发现Raman光谱随温度的变化发生有规律的变化.随着温度的降低,所有模的线宽和强度的变化情况与纯的C60的情况明显不同.径向Ag(2)模的频率在20K到室温之间有一个反常大的向高频漂移(9cm-1),这表明在C60分子和掺杂离子之间存在着轨道杂化.另外Raman光谱中Ag(1)模两个分量的相对强度随着温度的降低发生有规律的变化.
2001, 50 (2): 310-312.
doi: 10.7498/aps.50.310
摘要 +
考虑无质量费米场和规范场的Pauli相互作用项的系统,在这一理论中耦合常数为无量纲量.该模型等价于自旋1/2反铁磁XXZ量子链.如在模型中引入费米场的味自由度,则可定性描述二条自旋链的梯形结构系统.在这一系统中不再存在无能隙激发.
2001, 50 (2): 313-318.
doi: 10.7498/aps.50.313
摘要 +
在10—800K的温度范围内用X射线衍射方法测量了DyMn2Ge2化合物的晶格常数与温度的变化关系,观察到高温时DyMn2Ge2由顺磁状态到反铁磁状态的自发磁相变伴随着晶格常数a的负的磁弹性异常现象.在4.2K—200K的温度范围内测量了DyMn2Ge2的交流磁化率.在交换相互作用的分子场模型近似下,从理论上分析讨论了DyMn2Ge2的低温自发磁相变和场诱导的磁相变.计算了DyMn2Ge2单晶的磁化强度与温度的变化关系以及不同温度下外磁场沿晶轴c方向时的磁化曲线.理论分析和计算结果表明,温度低于33K时在DyMn2Ge2中观察到的场诱导的一级磁相变为由亚铁磁状态(Fi)到中间态(IS)相变.
2001, 50 (2): 319-323.
doi: 10.7498/aps.50.319
摘要 +
采用溶胶凝胶法制备了系列La0.8-xCa0.2MnO3多晶样品,用X射线衍射分析确定了样品的钙钛矿结构,用透射电子显微镜观察了样品的形貌及粒径分布情况,用PAR155型振动样品磁强计测量了样品的磁性随外场和温度的变化,确定样品的居里温度并计算了各样品的磁熵变.磁测量及计算结果表明制备的各样品的居里温度在180—260K的范围内且随焙烧温度和La3+离子空位浓度的不同而变化,不同温度焙烧的样品均有较大的磁熵变值,其中1100℃焙烧的La0.77Ca0.2MnO3,多晶样品在240.5K,H=1.0T的外场下的磁熵变达3.76J/kg·K,对实验结果做了定性的分析.该材料具有较高的居里温度和较大的磁熵变,所需外场强度适中,电阻率高,性能稳定,适合做高温磁制冷材料.
2001, 50 (2): 324-328.
doi: 10.7498/aps.50.324
摘要 +
提出了钡铁氧体粒子反磁化的多扁椭球链模型,研究了形状各向异性、磁晶各向异性、层叠粒子数以及粒子间距对反磁化及其临界场、矫顽力的影响.此模型可用来解释取向钡铁氧体磁粉介质的反磁化机理.
2001, 50 (2): 329-334.
doi: 10.7498/aps.50.329
摘要 +
基于以前综合V-F模型(考虑施主受主(D-A)能量传递)和B模型(考虑施主施主(D-D)能量迁移)而提出的V-F-B综合模型,对La1-xErxF3体系中Er3+离子四种低掺杂浓度下(x=0.001,0.003,0.01,0.02)295K时4S3/2→4I15/2发光的时间演化曲线成功地重新进行了数值拟合.结果表明该体系内D-A间交叉弛豫能量传递是偶极-偶极作用,作用常数CDA为4.75×10-41cm6/s,与Okamoto等人原用YT扩散模型得到的结果一致.而拟合得到的四个D-D平均跳跃时间τ0粗略地与xDα次方(xD为D离子浓度)成正比(α≈-1.237),并不遵从τ0很小时与xD的-2次方成正比的理论关系.同时,通过把D-D迁移和D-A传递同时同样地纳入V-F模型还粗略估计了D-D平均跳跃时间τ0′的值,发现它与V-F-B给出的τ0拟合值比较一致,说明V-F-B模型在一定近似程度上是内部自恰的、合理的.
2001, 50 (2): 335-340.
doi: 10.7498/aps.50.335
摘要 +
对激光二极管抽运下Nd:YVO4晶体中的上转换发光做了测量与分析,发现对应4G7/2能级向下跃迁的上转换发光的主导机制为能量传递上转换.接着,对上转换对LD抽运Nd:YVO4激光器运转的影响进行了理论分析,并特别讨论了上转换对热效应的影响.
2001, 50 (2): 341-346.
doi: 10.7498/aps.50.341
摘要 +
以磷酸三乙酯、硝酸铝和正硅酸乙酯为原料,通过它们的不完全水解制备了含有有机基团的xAl2O3-xP2O5-100SiO2(x=0.25—3)凝胶.在空气中在400℃或450℃或在氮气中从300到700℃对凝胶进行热处理,使凝胶中的有机基团炭化,从而得到含有碳纳米颗粒的xAl2O3-xP2O5-100SiO2(x=0.25—2)凝胶玻璃.利用吸收光谱和TEM对含有碳纳米颗粒的凝胶玻璃进行了表征,结果发现随着碳纳米颗粒尺寸的减小吸收边向高能边移动,这种现象是由碳纳米颗粒中电子和空穴的量子限制效应引起的.电子衍射表明凝胶玻璃中的纳米碳为非晶碳.
物理学交叉学科及有关科学技术领域
2001, 50 (2): 347-353.
doi: 10.7498/aps.50.347
摘要 +
对多阵元超声热疗声场进行模式优化研究.在对空间声场提出合理的优化目标函数后,提出了两种优化算法进行全局寻优:一种是遗传算法构造的声场模式控制算法;另一种是特征向量算法.用遗传算法和特征向量算法对声场控制模式控制的仿真研究表明:能达到声场控制模式优化的目标,而遗传算法比特征向量算法具有更多特征优势.
地球物理学、天文学和天体物理学
2001, 50 (2): 354-360.
doi: 10.7498/aps.50.354
摘要 +
收集了29个有γ噪的Blazar天体(其中有16个BL Lac天体和13个平谱射电类星体)的近红外流量密度和γ射线流量密度,获得以下主要结果:1)23个天体中的γ射线流量密度和近红外流量密度在低态时存在较强的相关性而在高态时有弱的相关性.2)在29个天体中,有6个天体只有一个观测数据点,将其认为是高态时,γ射线流量密度与近红外光流量密度之间有弱相关性,而认为是低态时有强相关性.3)29个源的γ射线流量密度与X射线流量密度在低态时有相关性,但是γ射线流量与光学流量密度,γ射线流量与射电流量密度均没有相关性.4)在16个BL Lac天体中γ射线流量与近红外光流量不论在高态还是低态都有相关性,而13个平谱射电类星体没有相关性.讨论了γ噪Blazar天体的γ射线辐射机制,认为γ射线的辐射机制主要是同步自康普顿散射.而逆康普顿散射来自绕中心核且温度约为2000K的尘埃,这些尘埃的区域大约有r=3pc,聚束的相对论电子也可能是这种尘埃模型辐射机制的一个重要补充.平谱射电类星体和BL Lac天体的γ辐射机制可能有些不同.
研究快讯
2001, 50 (2): 361-364.
doi: 10.7498/aps.50.361
摘要 +
采用扫描隧道显微镜(STM)在3-phenyl-1-ureidonitrile(PUN)有机单体薄膜上进行了超高密度信息存储的研究.通过在STM针尖和高定向裂解石墨(HOPG)衬底之间施加一系列的电压脉冲,在薄膜上写入了一个稳定的5×6信息点阵,信息点的大小是0.8nm.电流电压(I-V)曲线表明,施加电压脉冲前后薄膜的导电性质发生了变化.信息点的写入机制可能是强电场作用下引发的PUN分子的局域聚合,从而导致薄膜由高电阻态向低电阻态转变.
2001, 50 (2): 365-368.
doi: 10.7498/aps.50.365
摘要 +
超强超短脉冲激光产生的高温、高密、强磁场等离子体与天体等离子体在许多方面都有很强的相似性,这使得某些天体物理过程的实验室模拟成为可能.对天体等离子体中的铝发射谱进行了理论模拟,结果显示,利用激光等离子体的发射光谱,可以在实验室获得天体上难于观测的光谱范围并为天体物理学研究提供丰富的信息.
