Vol. 51, No. 1 (2002)
2002年01月05日
总论
2002, 51 (1): 1-5.
doi: 10.7498/aps.51.1
摘要 +
建立变质量完整系统的GibbsAppell方程,给出该方程在无限小群变换下形式不变性的定义和判据,并在确定的条件下由不变性引导出守恒量.举例说明结果的应用
2002, 51 (1): 6-9.
doi: 10.7498/aps.51.6
摘要 +
在一阶近似下,获得了微扰对TDGL(TimeDependentGinzburgLandau)方程的静态孤子解的影响,即求得了孤子参数随时间慢变量的变化情况和一阶修正的一般表达式,以及一个特例的具体表式
2002, 51 (1): 10-14.
doi: 10.7498/aps.51.10
摘要 +
把Jacobi椭圆函数展开法扩展到Jacobi椭圆余弦函数和第三类Jacobi椭圆函数的有限展开法,并给出了一类非线性波动方程的新周期解,并且应用这种方法得到的周期解也可以退化为冲击波解或孤波解.
2002, 51 (1): 15-20.
doi: 10.7498/aps.51.15
摘要 +
量子纠错编码技术在量子通信和量子计算领域起着非常重要的作用.构造量子纠错编码的主要方法是借鉴经典纠错编码技术,目前几乎所有经典纠错编码方案都已经被移植到量子领域中来,然而在经典编码领域纠错性能最杰出的Turbo码却至今没有量子对应.提出了一种利用量子寄存器网络构造量子递归系统卷积码的简单实现方案,同时利用量子SWAP门设计了一种高效的量子交织器门组网络方案.最后仿照经典Turbo码的设计原理提出串行级联的量子Turbo码,同时提出了可行的译码方法.量子Turbo码不仅丰富了量子纠错码研究的领域,同时为解释
2002, 51 (1): 21-24.
doi: 10.7498/aps.51.21
摘要 +
避开求解各种粒子波动方程的困难,直接应用量子统计的方法,计算平面对称黑面背景下玻色场与费米场的配分函数,得到黑面熵的积分表达式.然后应用改进的brickwall方法膜模型,计算黑面视界所对应的统计熵.在所得结果中当所取的积分下限和上限都趋于视界上时,可得到黑面熵与相应黑面视界面积成正比的关系,不存在原brickwall方法中的舍去项与对数发散项.整个计算过程,物理图像清楚,计算简单,为研究黑洞熵提供了一条简捷的新途径
2002, 51 (1): 25-30.
doi: 10.7498/aps.51.25
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从化学势变化的角度对液滴的冷凝过程进行了动态描述;给出了实现持续的Brown凝并的条件;结合冷凝器壁面液滴的脱落半径与接触角的关系,求出了滴状冷凝时液滴接触角的最优选择范围.
2002, 51 (1): 197-200.
doi: 10.7498/aps.51.197
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证明了Oppenheimer和Snyder关于均匀密度零压星的引力塌缩的经典解是不完整的,它并不能正确地连接作为内解和外解的Friedmann度规和Schwarzschild度规;通过在离散时空上拓展解参数而构成了一个完整的引力解,它实现了Friedmann度规和Schwarzschild度规之间的等价连接,并可以证明是奇性自由的;这个完整的引力解显示了物质,引力和离散时空结构之间的关联性
原子和分子物理学
2002, 51 (1): 31-35.
doi: 10.7498/aps.51.31
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采用距离相关紧密束缚的分子动力学模型,在不同碰撞能量以及不同的碰撞参数下,研究了两种构型的Na6(2D),Na6(3D)与Na8团簇间的碰撞.讨论了反应机制的变化,即全融合、深度非弹、非弹性碰撞过程.结果表明:构型不同的团簇与相同的靶碰撞显示了不同的特征.低能时Na6(3D)易融合;DIC反应时,易于形成大的团簇
2002, 51 (1): 36-41.
doi: 10.7498/aps.51.36
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在一般Λ型三能级模型的基础上提出准Λ型四能级系统,并对准Λ型四能级模型的共振荧光谱作了详尽的研究.从上能级向两边下能级辐射的自发辐射谱中产生了三个超窄谱线,且在很大参数范围内光谱具有这一特性.三个超窄谱线的产生是和两个相干驱动场的Rabi频率密切相关,在较大的Rabi频率作用下谱线会变得更窄,而当只有一个驱动场作用时是不会产生谱线变窄效应的.能级间的碰撞弛豫和非相干激发严重地破坏了谱线变窄.这种超窄谱线效应是多通道量子干涉的结果
2002, 51 (1): 42-48.
doi: 10.7498/aps.51.42
摘要 +
针对光强为超高斯分布的激光束被圆孔截割的情况计算了聚焦区的光强度分布,给出了依赖于激光强度的理论电离体积,并由此研究多光子电离过程中多级电离的电离产额对激光强度的相关性.作为例子,计算了焦点处1013—1016Wcm-2强度范围内Xe的多级电离产额.结果表明:随着超高斯光束截割的增加,电离产额在饱和区呈现出明显的起伏和抑制效应.当超高斯光束的阶数n增加到一定程度(如n>2)或对大的截割条件(ρa=1),电离产额曲线的形状对n的依赖性将变得“迟钝”.计算给出的电离产额曲线上的这种起伏和抑制有可能用于解释已经
2002, 51 (1): 49-54.
doi: 10.7498/aps.51.49
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采用微乳液法合成了不同粒径的纳米银粒子,考察了环己烷和甲苯作为油相对制备纳米银的影响.对纳米银粒子的尺寸与结构进行了表征,观察到近球形多晶粒子,并有孪晶结构存在,对晶体结构的分析表明银粒子存在不同程度的点阵畸变,晶面间距增大.不同粒径的纳米银粒子氯仿体系可呈现荧光光谱,而纳米银甲苯体系则无荧光发射.结合紫外—可见吸收光谱和电子自旋共振谱对该体系的荧光发射机理进行了分析
2002, 51 (1): 55-62.
doi: 10.7498/aps.51.55
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报道了H3+团簇通过碳膜对产生的各种产物的测量结果.分析讨论了三原子离子团簇与固体相互作用中的电荷交换过程.证明在产物的形成中,电荷交换过程起关键作用.分析研究了H3+团簇与固体作用中的团簇效应和尾流效应.
2002, 51 (1): 63-67.
doi: 10.7498/aps.51.63
摘要 +
用分子自组装技术制备出纳米金单电子器件,并测量了其伏安特性,根据单电子系统的半经典理论,用MonteCarlo法对其结果进行了模拟.结果表明,模拟出的伏安曲线与实测的伏安曲线有较好的一致性,反映了模拟方法用于单电子器件研究的合理性,此外发现,虽然单电子器件两电极间含有众多的纳米粒子,但在低压区,其伏安特性只与少数纳米粒子有关
唯象论的经典领域
2002, 51 (1): 68-73.
doi: 10.7498/aps.51.68
摘要 +
导模共振是由于光栅介质内高级次子波耦合进光栅所支持的泄漏模中,导致传播波能量重新分布的结果.采用严格的耦合波方法,通过分析波导的导波模式,正确估计出弱调制介质光栅导模共振的位置.并对导模共振与光栅厚度、基底厚度以及入射角的关系作了讨论.通过采用抗反射设计,获得了具有对称、低旁带特点的窄带共振峰
2002, 51 (1): 74-83.
doi: 10.7498/aps.51.74
摘要 +
从与时间相关的矢量辐射传输方程推导一阶Mueller矩阵解,用来模拟Gauss型平面脉冲波入射下,一层随机、非均匀取向非球形粒子的全极化双站散射.数值计算了同极化和去极化脉冲响应,与入射脉冲进行了比较,说明了随机介质的物理参数,如粒子的取向和占空比、入射角、极化以及层厚等对脉冲响应的影响
2002, 51 (1): 84-90.
doi: 10.7498/aps.51.84
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利用全量子理论,研究非旋波近似下TC模型中受激场的压缩效应.结果表明:非旋波近似下,由于虚光场的影响,Q的演化曲线出现了“小锯齿状”,表现为系统的量子噪声,随着ω和n的增大,量子噪声分别减小和增大,虚光子过程使光场的压缩程度明显加深;研究结果还揭示了原子场耦合系数λ及原子间耦合系数g与光场压缩效应的关系.
2002, 51 (1): 91-98.
doi: 10.7498/aps.51.91
摘要 +
研究了基于级联二阶非线性的铌酸锂波导全光波长变换器的特性.首先从耦合模方程出发,比较了数值分析结果与小信号近似分析的结果.其次在数值分析基础上,分析了铌酸锂晶体的温度变化导致相应基频光波波长与极化反转光栅周期的变化关系.最后分析了在不同相互作用长度下,转换的光波功率与有效基频光波波长带宽、温度调谐带宽、极化反转光栅周期带宽等关系,以对全光波长变换器件进行优化设计
2002, 51 (1): 99-103.
doi: 10.7498/aps.51.99
摘要 +
利用穿衣服的方法推导出了在纯辐射场情况下Jost函数对的显式,由此得到了孤子与辐射场相互作用的解析表达式,发现脉冲在传输过程中,由于受到辐射场的作用,其振幅的演化在传播方向上是按照幂指数的负的平方根的规律衰减,并且将最终演化成一个类孤子的形式,且阐明了因子γ对光脉冲输出的光谱特性将会产生重要影响;并对辐射场的存在对类孤子演化的动力学行为作了分析.
2002, 51 (1): 104-110.
doi: 10.7498/aps.51.104
摘要 +
采用溶胶凝胶技术,结合碱性催化和低表面张力溶剂交换以及非活性CH3基团置换修饰,在常压条件下成功地制备了孔隙率为77%、折射率为1.12纳米多孔SiO2气凝胶薄膜.采用氨和水蒸气混合气体热处理技术提高薄膜的耐磨性、附着力等力学特性.使用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)分别观察了溶胶的颗粒结构和薄膜表面形貌.应用傅里叶转换红外光谱仪(FTIR)研究了薄膜经表面基团修饰前后的红外吸收光谱以及后处理对薄膜红外ω4(TO3)吸收峰位置和半宽度的影响.采用椭偏仪测量薄膜的厚度和折射率.耐摩擦和附着力测试表明:
凝聚物质：结构、热学和力学性质
2002, 51 (1): 111-114.
doi: 10.7498/aps.51.111
摘要 +
利用EG&G的瞬态分析测试仪对微量硼掺杂的高氢稀释非晶硅薄膜的瞬态光电导作了测量,并研究了长时间曝光处理对瞬态光电导的影响.发现薄膜的瞬态光电导衰退可以用双指数函数来拟合,说明在样品的光电导衰退过程中有两种陷阱在起作用,估算了陷阱能级的位置.曝光处理后样品的光电导和暗电导不仅没有下降,而且还有所上升,薄膜的光敏性有所改善.很可能曝光过程引起了硼受主的退激活,导致费米能级向导带边移动,使有效的复合中心减少,样品的光电导上升.
2002, 51 (1): 115-124.
doi: 10.7498/aps.51.115
摘要 +
采用MEVVA源(MetalVaporVacuumArcIonSource)离子注入合成βFeSi2薄膜,用常规透射电镜和高分辨电镜研究了不同制备参数下βFeSi2薄膜的显微结构变化.研究结果表明:调整注入能量和剂量,可以得到厚度不同的βFeSi2表面层和埋入层.制备过程中生成的α,β,γ和CsCl型FeSi2相的相变顺序为γFeSi2→βFeSi2→αFeSi2,CsClFeSi2→βFeSi2→αFeSi2或βFeSi2→αFeSi2.当注入参数增加到60kV,4×1017ionscm2,就会导致非晶
凝聚物质：电子结构、电学、磁学和光学性质
2002, 51 (1): 125-128.
doi: 10.7498/aps.51.125
摘要 +
采用基于密度泛函理论的相对论性离散变分和嵌入团簇方法计算了PbWO4晶体中与氧空位和铅空位相关缺陷的态密度分布,并运用过渡态方法计算了其激发能.结果表明:PbWO4晶体中WO3+VO缺陷的O2p→W5d跃迁可引起350nm和420nm附近的吸收,并且发现VPb的存在可以使WO42基团的禁带宽度明显变小
2002, 51 (1): 129-133.
doi: 10.7498/aps.51.129
摘要 +
测量了重电子金属CeCu6-xNix(x=0,005,01,015,02)01K—250K的低温电阻和5K—70K低温比热,发现样品电阻的极大值温度随着掺Ni含量的增大而急剧下降,这一现象反映少数与Ni邻近的Ce离子在极低温下磁矩的加强和整个Ce离子点阵对导电电子相干散射的减弱.与此相反,低温电子比热系数γ在较低温度下近于常数,而在8K附近因有效质量变大而明显上升,但γ明显上升的温度,对Ni的含量却不敏感,表明绝大部分Ce离子的状况并未受到影响
2002, 51 (1): 134-137.
doi: 10.7498/aps.51.134
摘要 +
由于聚合物中的双激子能产生新奇的光致极化反转现象,如何在聚合物中产生双激子变成为一个重要的研究课题.在现在已知的产生双激子的通道以外,提出了一条新的通道:双电子激发,并用动力学方法研究了此通道产生双激子的弛豫过程(包括键结构畸变和电子态的方面),确定了双激子形成和极化反转所需要的时间.
2002, 51 (1): 138-142.
doi: 10.7498/aps.51.138
摘要 +
采用定电容电压法,测量了n型Al026Ga074As∶Sn中DX中心电子热俘获瞬态,以及不同俘获时间后的电子热发射瞬态;并对瞬态数据进行数值Laplace变换,得到其Laplace缺陷谱(LDS).通过分析LDS谱,确定了电子热俘获和热发射LDS谱之间的对应关系,从而得到热俘获系数对温度依赖关系,以及与Sn相关的DX中心部分电子热俘获势垒的精细结构;通过第一原理赝势法计算表明,Sn附近的AlGa原子的不同配置是电子热俘获势垒精细结构产生的主要原因
2002, 51 (1): 143-147.
doi: 10.7498/aps.51.143
摘要 +
建立了电子隧穿电导模型,推导了一维无序体系新的直流电导公式.通过计算20000格点无序体系的直流电导率,分析了直流电导率和温度及外场电压的关系,讨论了无序度对直流电导的影响.计算结果表明,无序体系的直流电导率随无序度的增加而减小;外加电场较小时,电导率相对较大,且出现一系列峰值,电压较大时,电导率反而较小;无序体系在低温区出现了负微分电阻特性,电导率随温度的升高而增大,在高温区电导率随温度的升高而减小.计算结果和实验符合很好
2002, 51 (1): 148-152.
doi: 10.7498/aps.51.148
摘要 +
采用载流子速度饱和理论,建立了包含“自热效应”影响的适用于4HSiCMESFET的大信号输出IV特性解析模型,在模型中引入了温度变化的因素,提出了非恒定衬底环境温度T0的热传导模型,模拟结果与实验值一致,证明基于这种模型的理论分析符合器件测试及应用的实际情况
2002, 51 (1): 153-158.
doi: 10.7498/aps.51.153
摘要 +
在存在着预置时变空间电荷场的Cu:KNSBN晶体中,在实验中观察到一种弱光束扩散收缩过程,此过程随光强的增大而迅速加快.扩散收缩过程是由晶体内预置时变电场以及弱光束本身产生的光伏和扩散空间电场在达到稳定之前共同影响所导致的结果.
2002, 51 (1): 159-162.
doi: 10.7498/aps.51.159
摘要 +
给出耗散介观电容耦合电路的量子化,在此基础上研究电荷和电流在能量本征态下的量子涨落,并对其进行讨论
2002, 51 (1): 163-166.
doi: 10.7498/aps.51.163
摘要 +
提出了一种测量陷阱电荷密度的实验方法,该方法根据电荷陷落的动态平衡方程,利用恒流应力前后MOS电容高频CV曲线结合恒流应力下栅电压的变化曲线求解陷阱电荷密度及位置等物理量.给出了陷阱电荷密度的解析表达式和相关参数的提取方法和结果.实验表明这种方法方便而且具有较高的精度
2002, 51 (1): 167-170.
doi: 10.7498/aps.51.167
摘要 +
在对垂直二层膜介质的输出信号随时间衰减的实验测试中,发现当使用单磁极磁头兼作读写磁头时,输出电压的变化量很大.通过对这一现象的研究发现,影响介质退磁的外界原因主要有磁头主磁极膜磁畴的不稳定性和信号读出过程中主磁极对外界游离磁场的汇集吸收作用.同时提出了解决方案
2002, 51 (1): 171-173.
doi: 10.7498/aps.51.171
摘要 +
采用全电势线性缀加平面波法(FPLAPW),计算了PbFe0.5Nb0.5O3的总能量,从而确定了它的四方铁电稳态结构,即B位离子(Fe和Nb)在四方铁电相的平衡构型.计算结果表明,Fe相对于氧八面体沿[001]方向的位移为0.022nm,而Nb的偏心位移为0.0020nm,其中铁电非稳性主要归因于前者
2002, 51 (1): 174-177.
doi: 10.7498/aps.51.174
摘要 +
在室温和低温下,测试了有序Ga0.52In0.48P的时间分辨光致发光谱.对实验结果的分析表明,有序GaInP的发光呈双指数规律衰退.室温下,快过程的时间常数在128～250ps范围,低温77K下则都有所变慢,大约在186～564ps范围内;慢过程的时间常数根据不同样品有很大差异,室温下大约在308～1832ps之间变化,低温77K下,则在纳秒量级,最长的甚至达到28ns以上.对两个过程的时间常数随激发功率密度变化的研究表明,快过程对应于有序区域中载流子的复合,慢过程则对应于有序区域和无序区域的空间分离中
2002, 51 (1): 178-182.
doi: 10.7498/aps.51.178
摘要 +
以3三氯锗丙酸和正硅酸乙酯为原料采用溶胶凝胶法制备了GeO2SiO2凝胶玻璃.室温下以532nm激光(Nd:YAG)激发GeO2SiO2凝胶玻璃有一强的发光峰,这种发光有两个发光带,其峰位分别在575nm和624nm.该发光现象是由镶嵌在GeO2SiO2凝胶玻璃中GeO2纳米颗粒产生的.利用吸收光谱和TEM对GeO2SiO2凝胶玻璃进行了表征,结果发现随着Ge含量的增加凝胶玻璃中GeO2纳米颗粒的尺寸越来越大,吸收边向低能边移动.X射线衍射和电子衍射确定GeO2SiO2凝胶玻璃中GeO2颗粒的结构为非晶结
2002, 51 (1): 183-186.
doi: 10.7498/aps.51.183
摘要 +
利用射频磁控共溅射的方法制备出纳米GaSbSiO2镶嵌复合薄膜.用Cary5E分光光度计分析研究了复合薄膜的室温透射光吸收特性.用Z扫描方法测量了复合薄膜在6328nm处大的双光子吸收系数β≈0082mW,非线性折射率γ≈376×10-9m2W及非线性系数χ(3)≈784×10-9esu.
2002, 51 (1): 187-191.
doi: 10.7498/aps.51.187
摘要 +
用X射线光电子能谱和同步辐射光电子能谱研究了Sb掺杂的钙钛矿型氧化物SrTi1-xSbxO3(x=0.05,0.10,0.15,0.20)薄膜的电子结构.薄膜由紫外脉冲激光淀积在SrTiO3(001)单晶衬底上.该薄膜系列在可见光波段透明,透过率均超过90%.其导电性与掺杂浓度有关,当Sb掺杂浓度x=0.05时,薄膜显示金属型导电性.X射线光电子能谱和同步辐射光电子能谱研究结果表明,Sb掺杂在母化合物SrTiO3的禁带内引入了浅杂质能级和深杂质能级.浅杂质能级上的退局域化电子离化到导带中会产生一定的传导电
物理学交叉学科及有关科学技术领域
2002, 51 (1): 192-196.
doi: 10.7498/aps.51.192
摘要 +
采用K2O作助熔剂直接拉晶法和气相输运平衡技术制备出了高质量近化学计量比铌酸锂晶体,研究了铌酸锂晶体中的[Li][Nb]比含量对其畴反转结构和极化电场的影响.实验结果表明:随着晶体中[Li][Nb]比的提高,畴极化反转电场呈明显下降趋势,使用近化学计量比铌酸锂晶体,在4.0±0.5kVmm大小极化电场条件下,成功地实现了1.0mm厚度的周期极化畴反转.并用铌酸锂晶体的Li空位缺陷模型对上述实验结果给出了合理的解释.
