Vol. 51, No. 4 (2002)
2002年02月20日
总论
2002, 51 (4): 705-711.
doi: 10.7498/aps.51.705
摘要 +
利用推广的齐次平衡方法,研究了(2+1)维BroerKaup方程的局域相干结构.首先根据领头项分析,给出了这个模型的一个变换,并把它变换成一个线性化的方程,然后由具有两个任意函数的种子解构造出它的一个精确解,发现(2+1)维BroerKaup方程存在相当丰富的局域相干结构.合适的选择这些任意函数,一些特殊型的多dromion解,多lump解,振荡型dromion解,圆锥曲线孤子解,运动和静止呼吸子解和似瞬子解被得到.孤子解不仅可以存在于直线孤子的交叉点上,也可以存在于曲线孤子的交叉点或最临近点上.呼吸子在幅度和形状上都进行了呼吸.本方法直接而简单,可推广应用一大类(2+1)维非线性物理模型.
2002, 51 (4): 712-717.
doi: 10.7498/aps.51.712
摘要 +
给出转动相对论系统的Appell方程,讨论相对论力学的四个新型基本动力学函数 在无限小群变换下研究转动相对论系统Appell方程的形式不变性,给出定义和判据 研究形式不变性与Noether对称性与Lie对称性的关系,寻求转动相对论系统的守恒量
2002, 51 (4): 718-722.
doi: 10.7498/aps.51.718
摘要 +
应用Jacobi椭圆函数展开法求得了一类非线性波方程的包络周期解,而且用这种方法得到的周期解在一定条件下可以退化为包络冲击波解或包络孤立波解
2002, 51 (4): 723-726.
doi: 10.7498/aps.51.723
摘要 +
采用新的方法,推导出三维各向同性谐振子径向基本算符r,r,1r对本征函数的作用结果,由此得出其升降算符及其他新的公式,并证明文献[1]中的结论有误
2002, 51 (4): 727-730.
doi: 10.7498/aps.51.727
摘要 +
研究了量子密钥分发的验证问题,并利用非正交量子态设计了一个协议,该协议既能分发量子密钥,又能验证所分发的量子密钥的真实性,从而防止了以往所提出协议中可能存在的假冒问题
2002, 51 (4): 731-735.
doi: 10.7498/aps.51.731
摘要 +
对一般混沌轨迹的相位定义进行了研究,考虑到大量的混沌运动投影到相平面后不是只有一个转动中心的正规转动,给出了两种计算瞬时相位的简单方法.一种方法称之为直接分解方法,它是基于分解的思想.另一种是切线方法,它需要计算轨迹在切空间中的角度.通过对一些算例结果的比较,可以看出这两种方法的优越性.综合而言,切线方法是对任意混沌振动适用的,因此可以被广泛应用于混沌相位同步的研究中
2002, 51 (4): 736-741.
doi: 10.7498/aps.51.736
摘要 +
从nGaAs载流子非线性输运理论出发,建立物理模型,推导其动力学方程,分析系统随外场变化出现的复杂分支情况.数值模拟表明,在输入场幅值和频率变化的一定范围内,该系统具有周期、准周期和混沌特性,计算了表征混沌特性的物理量.利用间隙脉冲驱动法控制混沌得到预期的周期轨道
2002, 51 (4): 742-748.
doi: 10.7498/aps.51.742
摘要 +
针对一类混沌系统的特点,任意构造满足一定条件的响应系统,根据滑模控制策略得到实现两者同步的反馈控制器.在可测同步误差基础上,利用扩张状态观测器来估计驱动系统与“构造”的响应系统之间的差异,把上述反馈控制策略转变为物理可实现的控制器并实现两者的同步.以Duffing和Chua’s电路为例的仿真表明效果良好
2002, 51 (4): 749-752.
doi: 10.7498/aps.51.749
摘要 +
对Rssler混沌系统进行控制,使之追踪任意参考信号,讨论了该控制系统的自同步以及与Lorenz混沌系统的异结构混沌同步问题,并利用Lyapunov方法证明了该控制系统指数收敛到参考信号.数值仿真进一步表明该方法的有效性
2002, 51 (4): 753-758.
doi: 10.7498/aps.51.753
摘要 +
针对一类含未知非线性参量或外界干扰的混沌系统,基于backstepping提出一种新的自适应模糊控制方法,模糊逼近器参量可自动实时调整,任意给定初始参量,根据所给控制律表达式迭代得到控制器,能够成功地把混沌系统控制到预先给定的目标轨道.仿真结果验证了方法的有效性
2002, 51 (4): 759-762.
doi: 10.7498/aps.51.759
摘要 +
介绍了一种基于小波变换的分形分析方法,并将它成功地应用于心房纤颤的检测中.该方法提取了一个特征值r,结果表明在心房纤颤开始时,特征值是上升的,心房纤颤结束后,特征值又慢慢恢复到原来的数值,由此可以成功地检测出心房纤颤的开始和结束.此外,由于特征值同时反映了heartratevariability(HRV)信号的复杂程度,所以同时它也表明:心房纤颤开始后,HRV信号的复杂度是下降的
2002, 51 (4): 763-770.
doi: 10.7498/aps.51.763
摘要 +
基于时间平均法,给出了在同核系统中制备三量子位和四量子位核磁共振等效纯态的方案.利用Λn(not)门,本文的方案大大减少了制备等效纯态所需的操作次数:在三同核系统中制备三量子位核磁共振等效纯态只需三次操作,在四同核系统中制备四量子位核磁共振等效纯态只需五次操作.然后在一个链状耦合的同核系统中实验制备三量子位核磁共振等效纯态,验证了本文的方案 并且给出了四量子位方案的模拟结果谱图
核物理学
2002, 51 (4): 771-775.
doi: 10.7498/aps.51.771
摘要 +
针对界面态密度在禁带中的不均匀分布,并且考虑到碳化硅材料中杂质的不完全离化,分析了界面态电荷对N沟6H碳化硅MOSFET阈值电压和跨导的影响.结果显示界面态密度的不均匀分布不仅使阈值电压增大,而且还会导致器件跨导变低,它是影响SiCMOSFET特性的一个重要因素
原子和分子物理学
2002, 51 (4): 776-781.
doi: 10.7498/aps.51.776
摘要 +
用紧束缚的Hartree-Fock自洽场方法对聚偏氟乙烯(PVDF)β相的全反式结构链进行了第一性原理计算.在结构方面,计算得出,相邻F原子对平均距离为0264nm 相邻H原子对平均距离为0255nm 和F原子相连的C原子的平均距离为0.260nm 和H原子相连的C原子的平均距离为0.257nm.电偶极矩方面,计算得出单体的平均电偶极矩为3.98×10-30C·m(三个单体的链) 4.40×10-30C·m(六个单体的链) 4.44×10-30C·m(十一个单体的链).结构和电偶极矩的计算值与实验值基本符合.最后预测了全反式链的振动模式
2002, 51 (4): 782-788.
doi: 10.7498/aps.51.782
摘要 +
提出一双光场作用下的四能级系统,并对四能级模型的共振荧光谱作了详尽的研究.原子的共振荧光谱随Rabi频率的变化展示出能级的acStark分裂,且在很大参量范围内光谱具有这一特性.但当只有一个激发通道时不产生acStark分裂.在一定的条件下原子的共振荧光谱出现了两条黑线(darkline).可以认为acStark分裂的产生是多通道量子干涉的结果.利用缀饰态理论对acStark分裂给出很好的解释
唯象论的经典领域
2002, 51 (4): 789-795.
doi: 10.7498/aps.51.789
摘要 +
研究同时具有二阶和三阶非线性的一维光子晶体中的耦合孤子动力学.从Maxwell方程出发,利用多重尺度法,导出了光学整流场与两个基频电场包络的非线性耦合模方程组,给出了耦合模方程组的孤子解.结果表明,由于二阶非线性导致的光学整流场对基频电场有调制作用,使得两个基频电场分量可以呈现为亮孤子亮孤子、暗孤子暗孤子及亮孤子-暗孤子对 当两个基频电场的振动频率趋于光子晶体频带的带边频率时,光学整流场消失
2002, 51 (4): 796-804.
doi: 10.7498/aps.51.796
摘要 +
考虑到聚合物基体对生色团的取向的阻尼作用,以及外电场对生色团的极化作用,在已有的生色团气体取向模型基础上,建立了非气体取向模型.并利用数值计算方法求解了这一非气体取向模型方程.讨论了外加电场、温度对生色团取向的动态过程和稳态分布的影响,比较了两模型的计算结果.采用椭圆偏振法,测量了光折变聚合物PVK∶5CB∶C60中的生色团5CB在聚合物基体PVK中动态取向过程.给出了生色团的稳态和动态取向参量随外加电场和温度的变化关系.理论与实验的比较,进一步证明了非气体取向模型的合理性
2002, 51 (4): 805-808.
doi: 10.7498/aps.51.805
摘要 +
研究了单模辐射场与耦合双原子相互作用系统中场熵的压缩特性,讨论了系统初始状态及原子间偶极相互作用对场熵压缩特性的影响.数值计算结果表明,当系统初始时刻处于合适的相干叠加态时,场熵呈现出周期性压缩现象,其压缩深度和压缩时间与原子间偶极相互作用强度有关.
2002, 51 (4): 809-813.
doi: 10.7498/aps.51.809
摘要 +
根据激光等离子体空气冲击波在自由空间中传播的约束条件导出的空气冲击波前运动方程与点爆炸波泰勒解进行比较,证明泰勒解是该冲击波波前传播方程在中场的近似形式.并将该冲击波运动方程与强爆炸空气冲击波的实验进行比较,计算结果与实验数据符合得非常好
2002, 51 (4): 814-817.
doi: 10.7498/aps.51.814
摘要 +
报道了用532nm激光抽运LDS751染料产生720—780nm可调谐染料激光输出的同时,观察到喇曼频移为102和45cm-1的反斯托克斯线,前者谱线较强,后者较弱.与这两条强线对应的斯托克斯线未能观察到.另外,还观察到喇曼频移为34cm-1的一级和二级斯托克斯线与反斯托克斯线
2002, 51 (4): 818-822.
doi: 10.7498/aps.51.818
摘要 +
研究了主客体式光折变聚合物中空间明孤子的动态演化特性,讨论了振幅微扰和宽度微扰对其传播特性的影响.结果表明,入射波为明孤子波时,能够在聚合物中稳定直线传播 在较小微扰情况下,孤子波经短距离传播后能够演化为明孤子波 当微扰比较大时,光波不能在聚合物中稳定传播,而是呈现周期性震荡现象
2002, 51 (4): 823-827.
doi: 10.7498/aps.51.823
摘要 +
孤子运动的Miles方程是一个具特征的非线性Schrdinger型方程.借求孤子解的微扰法,导出所遵循的矩阵方程,和孤子解的修正量δu(x,λ).并据双孤子解,计算了它的周期互作用状态
2002, 51 (4): 828-834.
doi: 10.7498/aps.51.828
摘要 +
在一种简单的边界加密的坐标变换下,用高精度的差分法研究了温盐双扩散系统.为了保证求解的稳定性和精确性,对流项采用了四阶精度的迎风格式,扩散项和涡量方程的浮力项则采用四阶精度的中心差.首先针对温度占优(Rρ=032)和盐度占优(Rρ=168)的情形进行了计算,得到了与文献[2]和[12]一致的结果,从而验证方法的正确性.其次系统地给出了不同Lewis数下的流动形态,包括稳定的对称结构、周期性振荡结构和非周期非对称的随机运动形态
流体、等离子体和放电
2002, 51 (4): 835-838.
doi: 10.7498/aps.51.835
摘要 +
采用具有高空间分辨本领的Fresnel波带板编码成象技术对爆推靶内爆区发射的α粒子进行成象,在最近的“神光Ⅱ”(SGⅡ)上实验中获得了爆推靶内爆区的空间分布、大小、压缩比等重要信息.Fresnel波带板编码成象技术的空间分辨率好于10μm.实验测得内爆区大小约为初始靶直径的13—16,而内爆区的半高宽约为初始靶直径的15—19.由内爆区尺寸估算出的中子产额在误差范围内与实验结果相符
2002, 51 (4): 839-842.
doi: 10.7498/aps.51.839
摘要 +
在“星光Ⅱ”装置上,采用双孔柱腔靶研究辐射在空腔中轴向传输变化特性.提出“漏水管”辐射输运的简化模型,用来分析X射线在空腔中的传输的实验结果。分析结果表明,简化模型与实验结果基本相符.X射线输运的结果是输运末端的X射线减弱,辐射持续的时间增大,等离子体弛豫时间增大
2002, 51 (4): 843-846.
doi: 10.7498/aps.51.843
摘要 +
在电子磁谱仪中实际的磁场强度分布是不均匀的,这就造成电子束在探测器上的位置和分布与均匀磁场假设下的结果的不同.根据实验测出的磁谱仪实际的磁场分布对磁谱仪中电子束的轨迹进行了研究
2002, 51 (4): 847-851.
doi: 10.7498/aps.51.847
摘要 +
利用脉宽约为50ps的类镍银139nm软X射线激光作为探针,探测由脉宽80ps的驱动激光打C8H8靶产生的等离子体在1ns后的电子密度分布信息,获得了清晰的莫尔条纹图像.对结果的处理,给出了峰值电子密度为11×1021cm-3,并对在靶面附近莫尔条纹的消失现象作了初步解释
凝聚物质：结构、热学和力学性质
2002, 51 (4): 852-856.
doi: 10.7498/aps.51.852
摘要 +
利用溶胶凝胶法在SiO2Si衬底上沉积高取向的V2O5薄膜,在压强低于2Pa,温度高于400℃的条件下,对V2O5薄膜进行真空烘烤,获得了电阻率变化3个数量级以上、弛豫宽度为62℃的VO2多晶薄膜.以X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)图和电阻率转换特性等实验结果为依据,详细分析了溶胶凝胶薄膜在真空烘烤时从V2O5向VO2的转化,它经历了从VnO2n+1(n=2,3,4,6)到VO2的过程.实验证明,根据选择合适的成膜热处理条件和真空烘烤条件是实现溶胶凝胶V2O5结构向VO2结构成功转换的关键
2002, 51 (4): 857-862.
doi: 10.7498/aps.51.857
摘要 +
研究了快速双原子分子离子在固体中穿行时,尾流效应对各离子电荷态以及库仑爆炸过程的影响.借助于线性介电响应理论和局域介电函数,离子之间的动力学相互作用势可以表示成对称的屏蔽库仑势和非对称的尾势.通过对分子离子上所有束缚电子的总能量进行变分和求解单个离子的运动方程,自洽地确定出分子离子中每个离子的电荷态.数值结果表明,由于尾流效应的影响,在初始穿行阶段,分子离子中导航离子的电荷数随穿行深度的增加而单调递增,而尾随离子的电荷数则随穿行深度的增加而振荡.但当穿行深度很大时,两个离子的电荷数都趋于具有相同速度的孤立离子的电荷数.此外,还发现分子轴的取向朝入射速度方向偏转
2002, 51 (4): 863-866.
doi: 10.7498/aps.51.863
摘要 +
在镀铝的廉价玻璃衬底上高速沉积的非晶硅薄膜在不同的温度下退火10min.退火温度为500℃时,薄膜表面形成了硅铝的混合相,非晶硅薄膜开始呈现了晶化现象 退火温度为550℃时,大部分(约80%)的非晶硅晶化为多晶硅,平均晶粒尺寸为500nm 退火温度为600℃时,几乎所有的非晶硅都转化为多晶硅,其平均晶粒尺寸约为15μm.
凝聚物质：电子结构、电学、磁学和光学性质
2002, 51 (4): 867-872.
doi: 10.7498/aps.51.867
摘要 +
报道了具有全固态绝缘结构的横向型半绝缘GaAs光电导开关的研制和性能测试结果.其中8mm电极间隙的GaAs开关暗态绝缘强度达28kV,分别用ns和ps激光脉冲触发开关的结果表明,开关输出电磁脉冲无晃动,电流脉冲上升时间小于200ps,脉宽达亚ns,3mm电极间隙的GaAs开关的峰值电流达560A,电磁脉冲重复率108Hz.给出不同电极间隙的GaAs开关工作于线性和lockon状态下的实验结果,测试了GaAs开关工作于lockon状态下的光能、电场阈值
2002, 51 (4): 873-876.
doi: 10.7498/aps.51.873
摘要 +
报道了利用固相反应方法在单晶Si(100)衬底上制备锰硅化物薄膜.实验发现,样品在固相反应过程中经历了两种相转变,即反应温度为450℃时形成了立方相MnSi,达到550℃时形成了四方相MnSi173.随着反应温度的提高,薄膜呈现取向生长.利用四探针法对固相反应过程中化合物薄层方块电阻的原位测量表明,立方相开始形成的温度约为410℃,由立方相向四方相转变的起始温度约为530℃.红外透过谱测量得到了不同结构相的红外吸收特征峰
2002, 51 (4): 877-881.
doi: 10.7498/aps.51.877
摘要 +
以CdSe纳米晶体为核,用胶体化学的方法,通过化学替代反应,获得了不同阱层或不同垒层的CdSeHgSeCdSe量子点量子阱(QDQW)晶体.紫外可见光吸收谱研究表明,通过调节QDQW中间HgSe阱层的厚度从0.9nm至0,可以调节QDQW颗粒的带隙从1.8变化至2.1eV,实现QDQW纳米晶体的剪裁.光致荧光(PL)谱研究显示,QDQW形成后,CdSeHgSe纳米颗粒表面态得到钝化,显现出发光强度加强的带边荧光峰.利用有效质量近似模型,对QDQW晶粒内部电子的1s—1s态进行了估算,估算结果总体趋势与实验数据相符
2002, 51 (4): 882-888.
doi: 10.7498/aps.51.882
摘要 +
应用射频磁控共溅射方法和真空退火方法制备了GaAsSiO2纳米颗粒镶嵌薄膜.X射线衍射实验结果表明,经高温退火的薄膜中形成了面心立方闪锌矿结构的GaAs纳米晶粒,晶粒平均直径为1.5—3.2nm.吸收光谱展示了由于强量子限域引起的1.5—2eV的吸收边蓝移.室温光致荧光(PL)光谱显示了电子重空穴激子与电子劈裂空穴激子的近紫外和紫外双PL谱峰以及深俘获态的PL谱峰.对实验吸收边蓝移量与有效质量模型的蓝移量的悬殊差别、俘获态PL谱的形成以及PL谱线的特征作了解释.应用激光Z扫描技术测量了退火温度为500℃的复合膜在非共振条件下的光学非线性,结果表明,复合膜的非线性折射率系数和非线性吸收系数都比块材GaAs相应的系数增大了5个数量级.光学非线性系数增大主要起因于强量子限域效应
2002, 51 (4): 889-893.
doi: 10.7498/aps.51.889
摘要 +
讨论了目前在超导体磁场穿透深度λ测量中常用的几种数据分析方法.着重指出对于那些只能测量λ随温度的变化值Δλ(T),而无法测量其绝对值的实验而言,一种合适的数据分析方法对于我们从实验中得出正确的结论尤其重要.而微分归一法将有效地克服目前此类实验中常用数据处理方法的不足,从而实现理论与实验间的无参量比较.
2002, 51 (4): 894-897.
doi: 10.7498/aps.51.894
摘要 +
通过求解BogoliubovedeGennes(BdG)方程,利用推广的BlonderTinkhamKlapwijk(BTK)理论,计算铁磁绝缘层铁磁d波超导结中的微分电导、平均电流和散粒噪声功率.研究表明,系统的微分电导和散粒噪声与平均电流的比值都随中间铁磁层厚度作周期性振荡,振荡的幅度随绝缘层势垒增高而变大,随铁磁层中磁交换劈裂的增强而变小.
2002, 51 (4): 898-901.
doi: 10.7498/aps.51.898
摘要 +
以一个修正的依赖时间的金兹堡朗道理论和层状模型去研究高温超导体的热力学性质.计算各向异性超导体的热容量等一些热力学量,并且得到了超导体的熵、能、热容量的具体表达式,并与最近的实验数据进行比较,结果一致符合
2002, 51 (4): 902-907.
doi: 10.7498/aps.51.902
摘要 +
在平均场理论基础上,研究了具有DzyaloshinskiiMoriya(缩写为DM)相互作用的二维spinPeierls模型以及DM相互作用对二聚化的影响.研究表明,随模型参量的不同,DM相互作用能加强或削弱二聚化位移.另外,发现DM相互作用对二聚化位移的依赖程度参量λ存在一个特殊点λc,当λ=λc时,DM相互作用对二聚化没有影响.随晶格弹性系数的增加,λc将增大,而链间耦合将使λc减小
2002, 51 (4): 908-912.
doi: 10.7498/aps.51.908
摘要 +
用射频反应溅射制备了FeTaN纳米晶软磁薄膜.研究了薄膜结构和磁性与制备条件的依赖关系.研究发现,当Ta的含量较高时,在N2+Ar混合气氛中易形成沉积态薄膜的非晶结构.适当的热处理后,αFe纳米晶从中晶化生成.薄膜显示出优良的软磁特性
2002, 51 (4): 913-916.
doi: 10.7498/aps.51.913
摘要 +
通过X射线衍射和磁性测量研究了Gd2Co17-xMnx(x=0—1)化合物的结构和磁性.X射线衍射表明样品均为Th2Zn17型菱方结构.晶胞体积随Mn含量x线性增大,居里温度TC单调下降,饱和磁化强度Ms单调增加,化合物的磁晶各向异性场μ0Ha先随Mn含量减少,当x=0.6时达到最小,然后再增大
2002, 51 (4): 917-921.
doi: 10.7498/aps.51.917
摘要 +
固定CoNiFeMn双层膜中反铁磁层的厚度,改变CoNi铁磁层的成分来调节磁化强度,从而研究铁磁层的饱和磁化强度对CoNiFeMn双层膜中交换偏置的影响.研究表明,CoNiFeMn界面的交换耦合能U不是一个常量,而是随(MFM)12的增加而线性增加.其原因是铁磁层磁矩通过界面相互作用在反铁磁层中形成的局域交换磁场,在磁场冷却时影响反铁磁层的自旋结构或磁畴结构及双层膜中的交换偏置
2002, 51 (4): 922-927.
doi: 10.7498/aps.51.922
摘要 +
系统研究了室温下Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.25,0.3,0.35)合金中金属Al替代Fe对晶体结构、磁致伸缩、各向异性和自旋重取向的影响.结果发现,x0.15时超磁致伸缩效应消失 x0.15时,合金在室温下呈现顺磁性
物理学交叉学科及有关科学技术领域
2002, 51 (4): 928-934.
doi: 10.7498/aps.51.928
摘要 +
对多阵元高强度聚焦超声非侵入外科治疗采用多目标控制方法可望取得好的温度控制性能.提出和构造了闭环控制的模糊控制器,从而得到好的温度特性 为得到理想的能量空间分布,专门形成了优化声场的模式控制 另外,重要参量辨识和开关模式控制技术是十分有效的控制方法.考虑非线性效应的仿真结果显示出优越的控制性能.随后的活体实验结果显示出好的温度响应特性,同时证实了多目标控制方法的可行性
地球物理学、天文学和天体物理学
2002, 51 (4): 935-938.
doi: 10.7498/aps.51.935
摘要 +
计算了在太阳核心从R=0到R=0.125R⊙处,7Be存在1个或2个K壳层束缚电子的概率约为4.54%.这表明7Be原子俘获的电子95.46%是自由电子.假定太阳中微子自产生后没有发生任何改变,并且太阳的其他参量不改变,那么7Be和8B太阳中微子流量的理论计算值分别约为4.04×109和6.12×106cm-2s-1.这将进一步扩大8B太阳中微子与superKamiokande太阳中微子实验测量值之间的差距
