Vol. 56, No. 3 (2007)
2007年02月05日
总论
2007, 56 (3): 1231-1237.
doi: 10.7498/aps.56.1231
摘要 +
从电磁场理论出发，建立了包覆改性吸收剂等效电磁参数模型，初步得到了磁性吸收剂经介电改性后外包覆层和内层材料相对体积分数对损耗性能和特性阻抗的影响规律；以此为基础，进行了包覆改性吸收剂的结构设计；采用溶胶-凝胶法制备了包覆改性吸收剂，实验测试了样品的电磁参数，同理论预测结果进行了比较，表明理论预测的电磁参数频谱特性同实际测试结果比较接近.
2007, 56 (3): 1238-1244.
doi: 10.7498/aps.56.1238
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介绍了适用于多种流场数值模拟的无滑动格子Boltzmann平衡分布边界条件，这一边界条件是以Bounce-Back方法为基础并满足质量、动量守恒的准则.数值计算结果表明平衡分布边界条件克服了Bounce-Back方法在边界上所产生的滑动速度误差效应.利用平衡分布边界条件数值模拟了由棱柱形充填粒子构成的微尺度渗流流场中的Darcy-Forchheimer方程，通过与Lee 和Yang的数值结果比较，该预测结果是足够可靠的.
2007, 56 (3): 1245-1252.
doi: 10.7498/aps.56.1245
摘要 +
研究了对称双势阱玻色-爱因斯坦凝聚体系(BEC)存在均匀噪声或高斯噪声时的自俘获现象.结果发现噪声的存在破坏了自俘获现象的临界行为特征，使得原来约瑟夫森振荡和自俘获之间的临界点变成了一个过渡区域，而且噪声强度越大，这个过渡区域展得越宽.同时发现，对于确定的相互作用强度，当噪声强度增大到一定程度时，相平面会出现混乱，如果这时固定噪声强度增大相互作用强度，相平面中的轨道会重新出现.对纯量子系统加噪声后，自俘获同样不存在临界值，而是存在一个临界区域，且随噪声的增强临界区域会展宽.与平均场近似情况下不同的是，纯量子情况下噪声促进自俘获的产生，且噪声越强自俘获越明显.
2007, 56 (3): 1253-1259.
doi: 10.7498/aps.56.1253
摘要 +
给出了等价电子的正则杨盘的投影函数为Slater函数，给出了杨盘的置换算符对Slater函数的运算规则.由杨盘基的归一化将杨盘的杨算符区分为消去算符和有效置换算符，进而给出了正交归一化杨盘基的置换算符构造规则.这些极大的简化了杨盘置换算符的个数，给出了确定等价电子杨盘基的新杨盘方法.
2007, 56 (3): 1260-1265.
doi: 10.7498/aps.56.1260
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利用代数Bethe Ansatz方法在可积开边界条件下推广了q形变玻色子模型，得到可积开边界条件下此模型的哈密顿量及其本征方程.该工作可为在更小尺度下研究具有相互作用的玻色子系统提供有效的理论基础.
2007, 56 (3): 1266-1270.
doi: 10.7498/aps.56.1266
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采用新的广义乌龟坐标变换，利用薄膜brick-wall模型.讨论了球对称动态黑洞Driac场的Hawking温度和熵，由于k因子的变化，使Hawking温度有一定影响，而截断因子不再因时空结构不同而异，变得与稳态情况相同.
2007, 56 (3): 1271-1291.
doi: 10.7498/aps.56.1271
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对圈量子引力中标架度量矩阵算符对Gauss编织态的作用为本征作用，提供了完整的证明.求得了全部标架度量矩阵算符的表示矩阵，及其期望值.利用自旋几何定理，在内腿颜色k=0和k=2两种情况下，算得了Gauss编织态顶角毗邻的4条腿(P=1)的相位位形切方向间的全部夹角，以及切矢量的长度.
2007, 56 (3): 1292-1296.
doi: 10.7498/aps.56.1292
摘要 +
采用铜模吸铸法制备出直径为2 mm的Cu50.3Zr49.7-xNbx(x=0,2)大块非晶合金，利用示差扫描量热分析(DSC)研究了2at%Nb元素添加对Cu-Zr非晶合金玻璃转变动力学和晶化动力学的影响，发现含Nb合金具有较低的脆性指数，和较高的晶化激活能.这表明微量Nb的添加提高了该二元Cu基非晶合金过冷金属液相的热稳定性，从而有利于其非晶合金的形成.
2007, 56 (3): 1297-1304.
doi: 10.7498/aps.56.1297
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在分析单向与双向耦合映像格子系统的初值与参数敏感性的基础上，提出了一种基于可变参数双向耦合映像系统的时空混沌单向Hash函数构造方案.该方案以耦合映像系统的部分初态作为密钥，在迭代过程中, 通过上一次的迭代值和线性变换后的不同位置的明文消息比特动态确定双向耦合映像系统模型参数，将明文消息多格点并行注入时空混沌轨迹中；取迭代序列中最后一轮迭代结果的适当空间项，线性映射为Hash值要求的128 bit值.由于耦合映像系统的双向扩散机理与混乱作用，迭代过程具有极强的不可逆性及初值与参数敏感性，Hash结果的每位都与明文及密钥有着敏感、复杂的非线性强耦合关系.仿真实验与分析结果表明，该算法达到了Hash函数的各项性能要求，安全性好，执行效率高.
2007, 56 (3): 1305-1312.
doi: 10.7498/aps.56.1305
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考虑赝势近似下囚禁于Paul阱中的单离子与由脉冲式双激光驻波构成的棘齿势场的相互作用.应用积分方程方法得到系统的经典运动精确解，通过数值方法作出相空间轨道并计算由平均速度定义的流，结合分析与数值结果研究囚禁离子的规则与混沌运动特性.与单驻波型激光脉冲情形相比，发现两个重要的棘齿效应：一是脉冲式棘齿势场的作用导致参数空间混沌区域的改变，从而适当调节第二驻波参数，可使离子的规则运动变为混沌运动，或者混沌运动变为规则运动；二是通过分析平均流随激光参数的变化，发现棘齿势场的介入能使囚禁离子作平均意义下的单向输运，随着势场强度增加到混沌区域，流的强度明显减小并改变方向，系统进入混沌运动.
2007, 56 (3): 1313-1317.
doi: 10.7498/aps.56.1313
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从复杂网络的节点路径长度范围的角度来研究病毒传播的局域控制，分析了在不同拓扑结构的复杂网络中进行局域控制的有效性.研究表明，局域控制对WS小世界网络、BA无标度网络和ER随机网络三类复杂网络均有效，但只有WS小世界网络存在零感染的控制范围最优值d=3；对于长程连边的分布存在距离偏好的Kleinberg小世界网络，随着依赖度的增大，病毒传播率临界值增加，同时局域范围控制的效果得到加强.
2007, 56 (3): 1318-1324.
doi: 10.7498/aps.56.1318
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稠密氦在高温高压下将会发生电离, 电离能会因为原子、离子以及电子之间的相互作用而降低. 考虑He，He+，He2+，e之间的相互作用, 通过粒子化学势平衡得到非理想的电离平衡方程，用自洽流体变分过程对方程求解, 进而对自由能求导获得体系的热力学状态参量. 模型计算结果与已有的实验和理论计算相一致. 用此模型预测密度10-3—100.3 g/cm3和温度4—7 eV范围的物态方程, 获得了压力在500 GPa以内的理论数据. 计算表明粒子间的非理想相互作用引起的电离能降低是出现压致电离现象的主要原因，在高温高密度物态方程的计算中必须考虑粒子间非理想相互作用对电离能修正的影响.
核物理学
2007, 56 (3): 1325-1328.
doi: 10.7498/aps.56.1325
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首先阐述了将渐变折射率薄膜细分为多层均匀薄膜的分层介质理论,接着给出了一种获得最佳分层数目的分层评价方法,最后以线性变化渐变折射率薄膜为例说明了如何优化获得渐变折射率薄膜的分层数目.研究发现：渐变折射率薄膜的分层数目与薄膜的厚度和薄膜的折射率变化快慢有关,在一定的折射率变化范围内,渐变折射率薄膜的分层数目随着薄膜厚度的增加先减小后增大.
2007, 56 (3): 1329-1333.
doi: 10.7498/aps.56.1329
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基于微观IBM理论,提出转动诱导出玻色子量子相变的一种可能途径:一旦原子核在受到高能激发或作快速旋转时,假如外界提供的能量足以使玻色子完成拆对顺排,则核处于集体相与单粒子态的共存相,其特征是出现较密集的能谱;假如能量不足以完成拆对或顺排,可能发生两种情况之一,当核旋转达到某个临界转动频率ωc时,或者一个高角动量的玻色子脱离“集体”而“游离”出来,或者发生一个高角动量的玻色子转变为一个低角动量的玻色子,核仍旧处于集体相;均会伴随出现光辐射,产生基态带的一条能级——相变信号.正是这类玻色子相变导致了原子核的量子相变.本物理图像统一了玻色子拆对顺排相变和退耦释放光子相变的描述.以100Pd核的14+1,14+2和14+3态的产生机理为例,对模型作了仔细说明.
2007, 56 (3): 1334-1338.
doi: 10.7498/aps.56.1334
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基于同位旋相关的量子分子动力学模型，采用三种不同形式的对称势，研究了124Sn+124Sn和124Ba+124Ba对心碰撞时在三种不同对称势下的径向膨胀流，发现径向膨胀流阈能与所采用的对称能形式密切相关，表现出明显同位旋效应，预示着径向膨胀流阈能的同位旋相关性可作为对称能的灵敏探针.
2007, 56 (3): 1339-1346.
doi: 10.7498/aps.56.1339
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利用同位旋相关的量子分子动力学(IQMD)对中子晕核，8He和10He引起核反应中重要的同位旋效应和松散的中子晕结构影响的平均特征进行了研究.因为IQMD中的互作用势和介质中核子-核子碰撞截面灵敏地依赖于碰撞系统的密度分布.而扩展的中子晕密度分布包含了中子晕核的同位旋效应和松散的中子晕结构的平均特征，从而将这些信息通过动力学碰撞带入到反应机理中. 为了清楚地鉴别中子晕核带入反应机理重要的同位旋效应和松散中子晕结构的影响，通过比较中子晕核和相等质量稳定弹核在相同入射道条件下，所得物理观测量之间的差别加以确定.计算结果确实发现具有初始晕核信息的中子扩展密度分布将重要的同位旋效应和松散中子晕结构带入到各种物理观测量中.例如与相等质量稳定相比，中子晕核的晕特征引起了原子核阻止的降低；并明显地增加了核子发射中子-质子比和同位旋分馏比.
2007, 56 (3): 1347-1352.
doi: 10.7498/aps.56.1347
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在双核模型基础上引入一维的Kramers公式，计算了48Ca+244Pu，48Ca+238U和58Fe+232Th这三个反应准裂变碎片的质量分布，得到了与实验比较符合的结果.同时提取出了碎片质量分布随时间的演化关系，为理解熔合与准裂变竞争过程提供了非常有用的信息.由于准裂变在重离子熔合反应中起着重要作用，理论计算与实验结果的比较是对现有熔合模型的重要检验.
2007, 56 (3): 1353-1357.
doi: 10.7498/aps.56.1353
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采用电阻率为10000—20000 Ω·cm的高阻单晶硅材料，研制成功灵敏区尺寸为φ60 mm，耗尽层厚度～1000 μm的大面积厚PIN半导体探测器.设计了该类探测器厚度测量专用的反冲质子测量系统，对探测器的时间响应、γ灵敏度、漏电流、γ/n分辨等物理参数进行了测量和分析，结果表明，这类探测器可满足低强度裂变n/γ混合场中脉冲γ强度测量的需要.
原子和分子物理学
2007, 56 (3): 1358-1364.
doi: 10.7498/aps.56.1358
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用HFR波函数对低密度类氢Ni27+等离子体与电子相互作用的KLn和KMn共振激发的双电子复合过程进行了细致的理论计算研究.根据可能的重要辐射衰变通道，分析了Ni27+等离子体Kα 型和Kβ 型辐射衰变的双电子复合速率系数随旁观电子主量子数n和轨道角动量量子数l与电子温度的变化行为，计算了Ni27+等离子体双电子复合过程的总速率系数.研究结果表明，在低密度条件下，Kα 型和Kβ型辐射衰变的分支双电子复合速率系数与旁观电子主量子数n和轨道角动量量子数l有重要关系，前者的分支速率系数远大于后者.
2007, 56 (3): 1365-1369.
doi: 10.7498/aps.56.1365
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利用激光驻波场会聚原子沉积纳米结构的技术可以用来研制纳米结构长度传递标准.当激光驻波场的频率大于原子的共振频率时，原子由于受到偶极力的作用将被会聚到驻波的波节处.采用了一种新的技术方案减小了实验对大的激光功率的要求.利用激光驻波场会聚准直性较好的Cr原子，并使其沉积在硅基片上形成纳米光栅结构.经原子力显微镜测试表明纳米光栅的周期为215 nm.
唯象论的经典领域
2007, 56 (3): 1370-1374.
doi: 10.7498/aps.56.1370
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利用THz时域光谱技术对MgF2晶体(样品1)和MgF2：Co晶体(样品2)在0.5—2.5 THz的吸收特性进行了研究.在0.5—2.5 THz波段，样品1吸收系数α(ν)随频率ν增加而增大，最大值为24 cm-1.样品2的吸收系数比样品1大得多，Co掺杂使晶格吸收带边向低频移动，而且样品2在1.9 THz有吸收峰，吸收系数达到70 cm-1，由此求出F--Co2+离子键伸缩振动的键力常数K为3.40×10-2 N/cm.这一结果表明，THz光谱分析有可能成为研究晶体化学键的一种重要手段.利用光学常数之间的关系计算了两个样品在0.5—2.5 THz的介电函数的实部ε1(ν)，得到样品1的ε1(ν)值在4.67至4.73之间，样品2的ε1(ν)值在4.62至5.01之间.
2007, 56 (3): 1375-1378.
doi: 10.7498/aps.56.1375
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介绍了一种高重复频率掺钛蓝宝石飞秒激光多通高效率放大系统.在抽运功率为23 W，入射功率为660 mW时，获得7.2 W的放大输出，放大效率达30%.经压缩器压缩后，获得单脉冲能量4.5 mJ,脉冲宽度为 38 fs，重复频率为1 kHz，峰值功率大于0.1 TW的超短超强激光脉冲.
2007, 56 (3): 1379-1384.
doi: 10.7498/aps.56.1379
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利用变分方法求解了小光强光折变非线性薛定谔方程，得到了高斯光束在外加正偏压光折变晶体中的演化特性，以及高斯光束宽度压缩与展宽的动态振荡规律，给出了高斯光束的宽度、振幅和波前曲率的表达式，研究了势函数与光束宽度的关系.结果表明，小光强高斯光束在正偏压光折变晶体中传播时，其宽度和振幅将经历周期地变化或者展宽发散，在一定条件下高斯光束在晶体中可以形状不变地传播，形成“高斯孤子”，这些特性在工程实践中具有很高的实用价值.
2007, 56 (3): 1385-1389.
doi: 10.7498/aps.56.1385
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从介质化学结构与吸收系数的关系入手，寻找出系列吸收系数小，适合作为放大池介质的新介质，例如四氯乙烯(C2Cl4)，1，3-六氯丁二烯(C4Cl6)和六氟化苯(C6F6)等，并计算或测量了入射光波长为1.064μm时的新介质受激布里渊散射(SBS)参数.在双池SBS系统的放大池中分别选用C2Cl4和C4Cl6，振荡池中均选用光学击穿阈值高，并且布里渊频移与C2Cl4和C4Cl6的布里渊频移非常接近的乙醇(C2H5OH)，并利用Nd:YAG调Q激光器研究了该系统的性能.实验结果表明，该系统具有高负载能力，高相位共轭保真度和高能量反射率稳定度等性能.
2007, 56 (3): 1390-1396.
doi: 10.7498/aps.56.1390
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理论研究了利用剩余射线带色散补偿相位匹配原理，在Ⅲ-Ⅴ族和Ⅱ-Ⅳ族光学各向同性的半导体非线性晶体中差频产生可调谐THz波的可行性问题.根据这些半导体材料的色散特性，并以近简并点双共振KTP-OPO的可调谐相干双波长输出作为差频抽运源，对它们的相位匹配能力、差频增益特性、品质因数以及差频过程中的相干长度进行了理论分析和计算，确定了ZnTe晶体是在共线相位匹配情况下较为理想的THz波差频晶体，而InP晶体则更适合用于非共线相位匹配情况.
2007, 56 (3): 1397-1403.
doi: 10.7498/aps.56.1397
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对向列相液晶中非局域空间孤子的传输进行了理论研究.基于非线性液晶孤子传输方程，采用Gauss形式的试探解，不仅得到了空间孤子的解析解,而且还在临界功率附近得到了呼吸子的解析解.通过数值模拟证明我们的结果比Conti和Assanto等人的结果更合理.同时，对液晶中的非局域孤子模型和Snyder等提出的强非局域孤子模型进行了全面的比较.
2007, 56 (3): 1404-1408.
doi: 10.7498/aps.56.1404
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提出并优化了由单排渐变介质波导构成的二维空气孔型光子晶体负折射平板透镜表面的减反层，改善了成像质量.二维时域有限差分模拟计算结果表明，采用减反层后，在入射角小于23°的范围内，在使得有效折射率neff=-1的工作频率处，光子晶体表面对从空气一侧入射的平面波的反射率可降低到1％以下.
2007, 56 (3): 1409-1414.
doi: 10.7498/aps.56.1409
摘要 +
提出了一种基于双折射双频激光器中的调频回馈效应的位移测量系统，并在实验和理论两方面进行了研究.实验中保持回馈外腔长度不变，将一四分之一波片置于激光器内腔中，调制内腔长度，激光器的中心频率发生改变，激光器输出强度将发生周期性的变化.研究发现激光强度曲线的波动频率正比于回馈外腔长度与内腔长度之比.当该位移测量系统的外腔长度是内腔长度的6倍时，被测物体每移动半个光波长，激光强度波动12次，系统分辨率可以达到二十四分之一光波长.理论分析与实验结果相符合.研究表明该位移测量系统具有高分辨率、大测量范围、可工作于任意回馈水平等特点.
2007, 56 (3): 1415-1421.
doi: 10.7498/aps.56.1415
摘要 +
在连续弹性近似下，采用转移矩阵方法，研究了由不同含Al浓度的异质结(GaAs/AlxiGa1-xiAs)所构成的对称多层异质结构中的声学声子输运性质.结果表明：该结构中的声子透射谱具有与同组分厚度超晶格(GaAs/AlAs )不一样的特征，具体体现在透射曲线振荡幅度与频率等方面；声子透射谱特征与对称异质结构中AlxiGa1-xiAs层的含Al浓度xi(i表示对称轴两边的第i层)的分布有很大的关系，具体表现为：当xi随i的增加而递减时，透射谱线除主波谷外较平滑；而当xi随i的增加而递增时，透射谱振荡明显增大，且主波谷被分裂.声子透射系数还依赖于异质结组分层的厚度，尤其是AlxiGa1-xiAs的厚度.另外，异质结的层数对声子输运也产生一定的影响.
2007, 56 (3): 1422-1428.
doi: 10.7498/aps.56.1422
摘要 +
提出了处理非成键原子间范德华力的广义参变本构模型以及基于此进行碳纳米管结构力学行为数值模拟的数学规划算法.纳米管中原子间短程力作用采用分子结构力学模型来模拟，而作为长程力的范德华力用杆单元来模拟，这类杆单元有着特殊的非线性本构关系.对于这种非线性问题的处理，建立了广义参变本构模型与参数二次规划求解算法.与一般的数值方法相比较，本方法不需要传统的冗长的、反复的迭代，并具有非常好的收敛性，因此为碳纳米管结构力学行为的有效预测提供了保障.数值结果证明了这种方法的正确性和有效性.
流体、等离子体和放电
2007, 56 (3): 1429-1433.
doi: 10.7498/aps.56.1429
摘要 +
利用矢量网络分析仪，对频域9—11 GHz的电磁脉冲在实验室稳态无磁场等离子体中传播时间的问题进行了实验研究.实验发现当等离子体密度在0.65—1.43×1011 cm-3范围内时，电磁脉冲通过该等离子体传播的时间将会小于该电磁脉冲在真空中传播同样距离所需要的时间，在密度约为1.10×1011 cm-3时，这两个时间差会出现一个极值.进一步的研究表明在此密度范围内，非磁化Xe等离子体中的电磁波色散关系将不再成立.
2007, 56 (3): 1434-1438.
doi: 10.7498/aps.56.1434
摘要 +
对不同啁啾状态下的飞秒激光在大气中的成丝过程进行了研究.实验研究发现成丝状况及其演化与初始激光脉冲的啁啾状态密切相关，适当的负啁啾有利于激光的成丝传输.当初始激光脉冲的啁啾量不断变大时，激光脉冲在大气中的成丝起点位置会逐渐变远.还研究了初始脉冲啁啾量对使用聚焦透镜产生的细丝的影响，发现其与自由传输情况具有相似的变化规律.
2007, 56 (3): 1439-1442.
doi: 10.7498/aps.56.1439
摘要 +
研究了超短脉冲强激光在大气中传输产生电离通道后辐射的三次谐波强度随激光偏振的变化.此外，还研究了产生的白光辐射在短波长上的有规律的谱调制，分析了白光谱调制的产生机理.
2007, 56 (3): 1443-1446.
doi: 10.7498/aps.56.1443
摘要 +
给出了一种新的计算各向异性磁化色散介质的有限差分(FDTD)算法，称为移位算子FDTD(SO-FDTD)算法，它利用算子之间的移位递推关系，将一类色散介质的包含介电常数的表达式写成有理分式函数形式，进而导出FDTD中一系列相关量之间的关系.通过计算各向异性等离子体平板对电磁波的反射系数和透射系数，验证了该算法的高效性和高精度，与JEC算法相比，可使计算效率提高数倍.
2007, 56 (3): 1447-1451.
doi: 10.7498/aps.56.1447
摘要 +
报道了时间分辨的三通道软X射线光谱仪研制工作，重点介绍了研制的三通道能谱仪的工作原理以及210 eV，420 eV和900 eV三个能区的设计参数，谱仪在上海神光Ⅱ高功率激光器三倍频实验中进行了多次实时考核，取得较好实验结果，将多道平面镜、滤光片成功配接于高时间分辨X射线条纹相机上，使该谱仪在亚千电子伏能区内，可同时进行三个波段软X射线的时间和空间分辨测量，提供的实验结果也表明：X射线平面镜结合滤光片的分光技术可应用于高时间分辨的X射线条纹相机上，从而获得高达10 ps的时间分辨.
2007, 56 (3): 1452-1460.
doi: 10.7498/aps.56.1452
摘要 +
送气成像(gas puff imaging，GPI)是一种重要的研究边缘辐射诊断手段.分析了送气(gas puffing，GP)的原子分子过程，指出气体辐射的主要成分是Hα线，出现在边缘区域，并给出其强度和位置的表达式.介绍HL-2A托卡马克上GPI成像系统的改进和实验布置.从成像的角度获得了GP实验中氢气在等离子体空间的辐射图形，观察结果证实上述分析.在放电开始阶段，氢原子可以穿越待建立的完全等离子体区并形成长条形的辐射亮区.一般的GP加料中，CCD图片与控制信号，以及其他诊断结果相符合.在等离子体边缘区域强场侧(HFS)和弱场侧(LFS)都观察到很强的Hα线辐射.
2007, 56 (3): 1461-1466.
doi: 10.7498/aps.56.1461
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栅极增强等离子体源离子注入(GEPSII)一种新的金属管件内壁处理方法，该方法能够均匀地对金属管件内壁进行离子注入，并且能够生成二元金属化合物.在金属管件内轴向放置三块45号钢样品，利用GEPSII方法在金属管件内壁成功生长金黄色氮化钛(TiN)薄膜.结构分析显示TiN主要沿(111)和(200)晶面生长，深度分析显示膜的厚度大约二十几纳米，膜质地均匀且在基底有一定的嵌入深度.电化学腐蚀、硬度、磨擦学分析表明TiN薄膜很好地改善了45号钢的表面性能，并且表现出很高的轴向均匀性.
2007, 56 (3): 1467-1470.
doi: 10.7498/aps.56.1467
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在大气压Air/Ar介质阻挡放电中，研究了正方形斑图的特性随空气相对含量χ的变化规律.得到了正方形斑图的空间波长和运动速度随空气相对含量的变化关系曲线.实验发现：不同的放电气隙间距下，正方形斑图的空间波长均随空气相对含量的增大而减小；正方形斑图的运动速度也与空气相对含量的大小密切相关，当空气相对含量约为10％时，正方形斑图的运动速度达到最大值14 mm/s.
2007, 56 (3): 1471-1475.
doi: 10.7498/aps.56.1471
摘要 +
在近大气压介质阻挡放电中，研究了六边形斑图的空间波长随放电参数的变化，仔细观察了稳定的六边形中放电通道的产生及运动行为.结果表明空间波长随电压增加而减小，变化曲线与放电间隙和气压有关.电压升高，边界处生成新的放电丝，位于六边形最外层顶点处新生成的放电丝沿径向运动，而位于六边形边长上新生成的放电丝的运动方向平行于距其最近的C2轴(过六边形顶点). 继续升高电压，放电丝变为条状进而形成螺旋波或靶波.在观察实验结果和分析放电丝受力的基础上，认为放电区域可能存在一种类似二维库仑晶体中存在的约束势.
凝聚物质：结构、热学和力学性质
2007, 56 (3): 1476-1479.
doi: 10.7498/aps.56.1476
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研究了原生和高温退火处理后非掺n型和半绝缘InP单晶材料中产生的缺陷.在磷气氛下退火后，n型和半绝缘InP单晶中均明显产生相当数量的深能级缺陷，而在磷化铁气氛下退火后，InP的缺陷数量明显减少.在退火过程中缺陷的产生与磷和铁的内扩散有直接关系.向内扩散的磷原子和铁原子占据晶格中铟位后，分别产生反位缺陷和铁深受主.实验结果表明，铁通过扩散充分占据了铟位，抑制了铟空位、磷反位等缺陷的形成，而磷气氛下退火后产生的缺陷有铟空位、磷反位等.对InP中的缺陷属性进行了分析.
2007, 56 (3): 1480-1488.
doi: 10.7498/aps.56.1480
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针对偶氮染料掺杂向列型液晶的光学重新取向问题，采用一个与实际光致异构化过程更为接近的染料分子四能级模型，并通过微观分析方法求解四能级速率方程组，得到了与系统分子参数有关的增强因子微观表达式.该表达式说明了偶氮染料掺杂液晶取向光学非线性增强的根源，揭示了在存在光致异构和不存在光致异构两种情况下液晶取向光学非线性增强的内在特点和机理.从四能级模型增强因子出发，通过合并其中某些参数，或使其中某些参数为零，推得了三能级模型下增强因子的形式和入射光波长不处于顺式吸收带内时增强因子的表达式.通过比较分析，说明了用四能级模型解释偶氮染料掺杂向列型液晶非线性增强机理具有优越性.并指出，当入射光波长不处于顺式吸收带时，在快速响应条件下，理论与Marrucci针对蒽醌染料掺杂液晶提出的修正理论具有一致性.
2007, 56 (3): 1489-1493.
doi: 10.7498/aps.56.1489
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利用分子动力学方法研究了非晶Ti3Al合金拉伸过程中的晶化行为，模拟结果表明局部塑性变形导致非晶合金晶化.从微观结构演化的角度分析了拉伸过程中的晶化机理，局部剪切导致拉伸过程中晶粒发生成核与合并，最终生成的晶粒具有面心立方结构.晶核的生长过程伴随着应力强化现象，非晶相中的纳米晶粒能提高非晶合金材料的强度.
2007, 56 (3): 1494-1498.
doi: 10.7498/aps.56.1494
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采用TLHT势和经典分子动力学方法研究了稀有气体原子(He，Ne，Ar，Kr，Xe)进入带缺陷的单壁纳米碳管(SWCNT)的动力学过程，计算出了稀有气体原子分别从管壁和管口入射时，它们能封装在SWCNT中的能量阈值Ek0，并与理想结构情形做了比较.结果表明：随着管壁缺陷半径r的增加，Ek0减小；当rr=4.5 ?时，稀有气体原子不能封装在碳管中，且此时缺陷对Ar，Kr和Xe的输运特性有很大影响.
2007, 56 (3): 1499-1505.
doi: 10.7498/aps.56.1499
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采用EAM镶嵌原子作用势，通过经典的分子动力学模拟方法研究了不同冷却速度下的金属Ni纳米线的凝固行为，并给出了纳米线在凝固区域的结构演变过程.利用键对分析技术研究了在不同冷却速度下体系中的原子团簇在降温过程中的变化情况.研究表明，纳米线的凝固起始于表面原子，并且随着冷却速度的降低，Ni纳米线的微观结构从非晶态过渡到多壳螺旋结构，最终达到稳定的面心立方结构.多壳螺旋结构同时具有确定的结晶温度和长程无序、短程有序的非晶结构的特征.
2007, 56 (3): 1506-1513.
doi: 10.7498/aps.56.1506
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使用分子动力学方法研究几种不同半径尺寸的单壁碳纳米管组成的双壁碳管，预测了其初始稳定构型；分析了其自由弛豫阶段的特征；并模拟了它们在轴向压缩载荷作用下的屈曲行为；研究了不同层间距导致的范德华力变化对屈曲行为的影响.采用Tersoff-Brenner势描述单壁碳纳米管内原子间作用，Lennard-Jones势描述内外层间的范德华相互作用.计算结果表明：在通常意义下的双壁管间距(约0.34 nm)外还可以存在稳定的双壁碳管构型，并且这些新的稳定构型表现出了不同的力学性质.
2007, 56 (3): 1514-1519.
doi: 10.7498/aps.56.1514
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在KKS相场模型基础上提出了一种耦合取向场的二元合金相场模型.通过该模型分析了外来夹杂物颗粒与晶粒之间的取向错配对于枝晶生长的影响，模拟结果表明外来夹杂物颗粒的大小、位置、数量以及与晶粒的取向差等因素均对枝晶生长形态有较大影响，外来夹杂物颗粒会造成枝晶臂的偏转与分叉，从而最终形成各种形貌的非规则枝晶.
2007, 56 (3): 1520-1525.
doi: 10.7498/aps.56.1520
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双粒子模型的基础是描述原子之间相互作用势为EAM(embedded atom method)势的Monte Carlo模拟. 模型建议：在Ni3Al晶界弛豫时，微量元素原子既被看作为偏析子又被看作为诱发子. 作为偏析子它在晶界偏析(或富集)，作为诱发子它诱发Ni原子在晶界偏析(或富集). 可见本模型能解析共偏析(或共富集)现象. 根据正(或诱发子)效应与负(或偏析子)效应的联合影响，模型解释了Ni在Ni3Al晶界最明显富集现象.
2007, 56 (3): 1526-1531.
doi: 10.7498/aps.56.1526
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运用分子动力学方法，对γ-TiAl金属间化合物的面缺陷能(层错能和孪晶能)进行了研究. 计算得到γ-TiAl不同滑移系(或孪生系)的整体堆垛层错能曲线，结果表明，γ-TiAl较一般fcc晶体结构的金属可动滑移系(孪生系)的数量减少，在外界条件下呈脆性. 研究孪生系(1/6)〈112〉{111}的弛豫的整体堆垛层错(GSF)能和整体孪晶(GTF)能曲线，对不稳定层错能γusf、稳定层错能γsf和不稳定孪晶能γusf值进行分析，可以预知， γ-TiAl的主要变形机理为孪生系(1/6)〈112〉{111}的孪生和普通滑移系(1/6)〈110〉{111}的滑移，以及超滑移系(1/2)〈011〉{111}的滑移.
2007, 56 (3): 1532-1537.
doi: 10.7498/aps.56.1532
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通过赝势平面波法(CASTEP)及全电势线性缀加平面波法(FLAPW)，以bcc-Fe为对象，研究第一性原理计算立方结构Fe基磁性材料弹性系数的方法，分析影响计算立方结构Fe基磁性材料弹性系数准确度的各项因素. 结果表明，在第一性原理弹性系数计算中，晶格常数是决定弹性系数计算准确度的关键因素；势函数的选择也会影响计算准确度. 使用全电势基矢的FLAPW法可以得到更为精准的弹性系数计算结果. 计算得到bcc-Fe的弹性系数C11，C12，C44分别为246 GPa，121 GPa，113 GPa，与实验值基本一致. 利用本方法，计算了新型Fe-Ga磁致伸缩材料的弹性系数C11，C12，C44分别为207 GPa，166 GPa及108 GPa.
2007, 56 (3): 1538-1542.
doi: 10.7498/aps.56.1538
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基于冲击波理论对多层阻抗梯度飞片击靶过程波系的相互作用做了理论分析，计算表明在多层阻抗梯度飞片的撞击下，样品的压缩线是一组通过不同初始状态点的冲击压缩线的连线, 它位于冲击压缩(hugoniot)线与等熵压缩线之间. 所以通过飞片层数的设计,可获得介于冲击压缩线与等熵线之间的任意状态点,这就为以后偏冲击压缩(off-hugoniot)状态方程的实验研究提供了理论参考. 实验测量的样品/窗口界面速度与理论计算的一致性支持上述结论的可靠性与准确性.
2007, 56 (3): 1543-1548.
doi: 10.7498/aps.56.1543
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在大块非晶临界冷却速率的非等温转变计算模型基础上提出了基于成分连续变化计算黏度的合金系临界冷速模型. 依据此模型对Zr-Ni-Al-Cu四元合金的临界冷却速率进行了计算并预测了Zr66.67(NixAlyCuz)33.33合金系中容易形成非晶的成分范围. 计算值与实验值符合得较好. 计算结果表明，此合金系具有很强的非晶形成能力，特别是在靠近共晶点的中心区域，临界冷却速率小于100 K/s，为容易形成非晶的成分范围. 冷却过程中，在高于1000K温度区间，没有发生明显的结晶现象，而在980 K至870 K温度范围内，结晶分数快速增大，低于870 K时不再发生明显改变. 此外，分析了合金系中Al，Cu，Ni原子摩尔分数的变化对临界冷速的影响.
2007, 56 (3): 1549-1554.
doi: 10.7498/aps.56.1549
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从理论上研究了一类广义扩散方程的求解问题. 利用相似变换和解析拆分技巧给出了求解该类非线性微分方程近似解的一种有效方法, 方程的解可以表示为一个收敛的幂级数. 近似解结果和数值结果非常符合，证明了所提出的方法的准确性和可靠性, 该方法可以用于解决其他科学和工程技术问题.
2007, 56 (3): 1555-1562.
doi: 10.7498/aps.56.1555
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对两材料表面黏附过程进行了理论分析，得出了跳触距离的计算公式，发现跳触距离与试样的几何尺寸和系统的刚度有关，而且也受到相对湿度的影响. 利用单峰接触模型和幂律流体的本构方程，对材料表面吸附的水膜进行了动力学分析，改进了描述拉开力和停留时间关系的方程. 并利用自制的黏附力测试装置对跳触力和拉开力进行了测试和分析.
2007, 56 (3): 1563-1567.
doi: 10.7498/aps.56.1563
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研究了衬底温度对MOCVD技术制备的ZnO薄膜的微观结构和光电特性影响. XRD和SEM的研究结果表明，衬底温度对ZnO薄膜的微观结构有显著影响，明显的形貌转变温度大约发生在175℃，低于175℃，薄膜呈镜面结构，晶粒为球状，高于177℃的较高温度范围，薄膜从“类金字塔”状的绒面结构演化为“岩石”状显微组织；随着温度增加，薄膜的晶粒尺寸明显增大.绒面结构的未掺杂ZnO薄膜具有17.96 cm2/V·s的高迁移率和3.28×10-2 Ω·cm的低电阻率，对ZnO薄膜的进一步掺杂和结构优化有望应用于Si薄膜太阳电池的前电极.
2007, 56 (3): 1568-1573.
doi: 10.7498/aps.56.1568
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采用V和SiO2靶通过反应溅射方法制备了一系列具有不同SiO2和VN调制层厚的VN/SiO2纳米多层膜. 利用X射线衍射、X射线能量色散谱、高分辨电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的微结构和力学性能. 结果表明：在Ar，N2混和气体中，射频反应溅射的SiO2薄膜不会渗氮. 单层膜时以非晶态存在的SiO2，当其厚度小于1nm时，在多层膜中因VN晶体层的模板效应被强制晶化，并与VN层形成共格外延生长. 相应地，多层膜的硬度得到明显提高，最高硬度达34GPa. 随SiO2层厚度的进一步增加，SiO2层逐渐转变为非晶态，破坏了与VN层的共格外延生长结构，多层膜硬度也随之降低. VN调制层的改变对多层膜的生长结构和力学性能也有影响，但并不明显.
2007, 56 (3): 1574-1580.
doi: 10.7498/aps.56.1574
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采用反应磁控溅射法制备了一系列不同SiO2层厚度的AlN/SiO2纳米多层膜，利用X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的微结构和力学性能，研究了SiO2层在多层膜中的晶化现象及其对多层膜生长方式及力学性能的影响. 结果表明，由于受AlN六方晶体结构的模板作用，溅射条件下以非晶态存在的SiO2层在其厚度小于0.6 nm时被强制晶化为与AlN相同的六方结构赝晶体并与AlN形成共格外延生长. 由于不同模量的两调制层存在晶格错配度，多层膜中产生了拉、压交变的应力场，使得多层膜产生硬度升高的超硬效应. SiO2随层厚的进一步增加又转变为以非晶态生长，多层膜的外延生长结构受到破坏，其硬度也随之降低.
凝聚物质：电子结构、电学、磁学和光学性质
2007, 56 (3): 1581-1584.
doi: 10.7498/aps.56.1581
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采用自行开发计算机软件，建立了铝晶粒大角度重位点阵晶界模型及碳纳米管与铝金属的界面结构，利用递归法计算了纳米碳管增强铝基复合材料的电子结构参数(铝晶界、铝与纳米管界面及纳米管的结构能，体系费米能级等). 计算结果表明：Σ为5的晶界结构能最低，比较稳定；纳米碳管在铝晶粒的晶界处与铝形成的界面结构能较低，复合材料中纳米碳管主要分布在铝晶粒的晶界处；铝提高纳米碳管的结构能，降低纳米碳管的稳定性，增强碳管的物理化学活性，且管口处的碳原子稳定性较差，易与周围环境中的原子结合生成稳定结构.
2007, 56 (3): 1585-1589.
doi: 10.7498/aps.56.1585
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用平面波赝势方法(PWP)计算了N掺杂锐钛矿型TiO2前后的光学特性,即介电函数虚部ε2(ω)，光学吸收系数I(ω)和反射率R(ω). 并从能带结构上解释了为什么掺N后锐钛矿型TiO2的光学谱在2.93，3.56和3.97eV处相对掺杂前会出现3个峰值的原因. 从光谱图上分析得出，掺杂后TiO2要发生红移现象，实验现象证实了这一结果.
2007, 56 (3): 1590-1597.
doi: 10.7498/aps.56.1590
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在对周期性结构进行谐波分析的基础上，导出了非截面二维光子晶体排列矩形波导的本征值方程. 基于此方程，可以对该类光子晶体波导的所有可能模式进行分析. 分析认为，非截面二维光子晶体排列矩形波导内能存在的模式包括E(y)，TEy，H(y)和TMy模式；改变波导高度，可以实现E(y)模式和H(y)模式与其他模式通带的完全分离. 然而改变任一结构参数，都不能使E(y)和H(y)的各个模式通带，以及E(y)1模式和H(y)1模式的通带完全隔离. 波导单模工作的带宽由E(y)1和E(y)2模式的低端截止频率决定.
2007, 56 (3): 1598-1602.
doi: 10.7498/aps.56.1598
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采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法，计算了Fe的几种不同晶体结构的总能量曲线，对HCP结构下晶体结构参数c/a随压强的变化关系做计算分析. 能量计算精度取为0.01 eV/atom. 计算得出： 1) 零温下Fe从bcc到hcp结构的相变压强约为15 GPa，与实验结果相一致； 2) 压强的升高会导致Fe的磁矩减小，最终破坏Fe的磁性； 3) 压强升高引起hcp晶体结构参数c/a缓慢增大，而在地核压强(135—360 GPa)范围内，c/a取常量约1.59能够满足计算精度的要求.
2007, 56 (3): 1603-1607.
doi: 10.7498/aps.56.1603
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对不同气氛下高温退火非掺杂磷化铟(InP)材料的电子辐照缺陷进行了研究. 除铁受主外，磷化铁(FeP2)气氛下退火后的InP中辐照前没有深能级缺陷，而辐照后样品的热激电流谱(TSC)中出现了5个较为明显的缺陷峰，对应的激活能分别为0.23 eV, 0.26 eV, 0.31 eV, 0.37 eV和0.46 eV. 磷(P)气氛下退火后InP中的热生缺陷较多，电子辐照后形成的缺陷具有复合体特征. 与辐照前相比，辐照后样品的载流子浓度和迁移率产生显著变化. 在同样的条件下，经FeP2 气氛下高温退火后的InP样品的辐照缺陷恢复速度较快. 根据这些现象分析了缺陷的属性、快速恢复机理和缺陷对材料电学性质的影响.
2007, 56 (3): 1608-1612.
doi: 10.7498/aps.56.1608
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研究了多个光周期的长脉冲(43 fs)激光与氖原子相互作用产生的高次谐波的辐射特性. 通过计算机数值模拟，发现当激光场的强度超过饱和光强时，原子将会在几个光周期内被迅速电离，使得原子的高次谐波谱在截止区呈现出平滑的多平台结构. 同时，在高频波段离子产生的高次谐波的影响将变得十分显著. 通过选取合适的子平台进行频率叠加，在消除了离子的高次谐波的影响后，可以获得单个的阿秒软X射线脉冲.
2007, 56 (3): 1613-1616.
doi: 10.7498/aps.56.1613
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对于分布反馈激光器来说，光栅的耦合系数是一个重要参数. 利用改进的耦合波理论计算了具体器件结构中光栅形貌对二级光栅耦合系数的影响. 在此基础上制作的器件功率达到了单面50 mW，边模抑制比为36 dB.
2007, 56 (3): 1617-1620.
doi: 10.7498/aps.56.1617
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根据有效质量理论单带模型，采用有限元方法(FEM)计算了GaN/AlN量子点结构中的电子结构，分析了应变和极化对电子结构的影响，计算了不同尺寸的量子点的能级，分析了量子点的大小对电子能级的影响. 结果表明，形变势和压电势提升了电子能级，而且使简并能级分裂. 随着量子点尺寸的增大，量子限制能减小，而压电势能起到更显著的作用，使电子的能级降低，吸收峰发生红移.
2007, 56 (3): 1621-1626.
doi: 10.7498/aps.56.1621
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利用Raman散射谱研究了GaN注Er以及Er+O共注样品的振动模，并讨论了共注入O对Er离子发光的影响. 在Raman散射谱中，对于注Er的GaN样品出现了300 cm-1和670 cm-1两个新的Raman峰，而对于Er+O共注样品，除了上述两个峰外，在360 cm-1处出现了另外一个新的峰，其中300 cm-1峰可以用disorder-activated Raman scattering (DARS)来解释，670 cm-1峰是由于与N空位相关的缺陷引起的，而360 cm-1峰是由O注入引起的缺陷络合物产生的. 由于360 cm-1模的缺陷出现，从而导致Er+O共注入GaN薄膜红外光致发光(PL)强度的下降.
2007, 56 (3): 1627-1631.
doi: 10.7498/aps.56.1627
摘要 +
用固相反应方法，成功地合成了具有交互生长结构的LixNayCoO2单相多晶系列样品. 热电势测量表明，该系统的室温热电势比NaxCoO2体系约高出60μV/K. 基于空穴载流子具有O2p特征，提出LixNayCoO2中额外的热电势来源于氧空穴的占位熵.
2007, 56 (3): 1632-1636.
doi: 10.7498/aps.56.1632
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利用交流阻抗谱技术，研究了有机发光二极管ITO/Alq3(90 nm)/Al的载流子传导机理.根据器件对不同频率的响应曲线及其等效电路模型，该器件可看作是由并联的电阻Rp和电容Cp再与电阻Rs串联而成，并根据实验数据求出了Rp，Cp和Rs的数值.实验结果表明器件的载流子传输机理属于指数分布式的陷阱电荷限制电流，其介电弛豫时间随偏压的增加而逐渐减小.
2007, 56 (3): 1637-1642.
doi: 10.7498/aps.56.1637
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建立一个有效的三明治隧穿模型研究在Pr1-xCaxMnO3薄膜中电流脉冲引起的电阻改变(EPIR)性质，发现载流子在三明治结构各区域间的隧穿概率以及在不均匀界面层的导通概率对材料的EPIR值产生重要影响.还研究了电流-电压曲线中的迟滞效应，得到的结果与近年来的文献报道一致.
2007, 56 (3): 1643-1648.
doi: 10.7498/aps.56.1643
摘要 +
利用傅里叶滤波法在一维Anderson无序系统中产生了具有幂律谱密度公式s(q)∝q-p形式的长程关联随机能量序列，并利用传输矩阵方法计算了系统中引入了长程关联后的局域长度，同时应用负本征值理论对系统中的电子态密度进行了分析，并分别把计算结果与系统中不具有长程关联时的局域长度与电子态密度进行了比较.结果表明，长程幂律关联的引入对电子态的性质产生了很大的影响，当关联指数p≥2.0时，在系统能带中心范围内发生了部分局域态向退局域态的转变，而同时电子态密度也发生了很大的变化，出现了六个范霍夫奇点，系统的能带范围也相应地得到展宽.
2007, 56 (3): 1649-1654.
doi: 10.7498/aps.56.1649
摘要 +
理论上研究Rashba自旋-轨道相互作(SOI)量子线在外电磁波辐照下的电子自旋极化输运性质.在自由电子模型下利用散射矩阵方法,发现当Rashba SOI较弱时,自旋极化率与外电磁场频率和电子入射能量无关,而当Rashba SOI较强时,自旋极化率则强烈依赖于外场频率和电子入射能量,其物理根源是Rashba SOI使子带混合引起的.此外,当电子的入射能量增加到打开另一通道阈值时,电子的透射率出现一个反常的台阶结构,这来源于电子与光子的非弹性散射而使电子在子带间的跃迁.
2007, 56 (3): 1655-1661.
doi: 10.7498/aps.56.1655
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用Ni替代Au来作为CdTe太阳电池的背电极，比较了Ni,Ni/Au,Au/Ni及Au背电极对电池性能的影响.发现Ni作为背电极和ZnTe/ZnTe:Cu复合层接触，电池的开路电压Voc略有降低，填充因子FF有增有减，变化幅度不大，但因短路电流Isc有较大的提高，转换效率η平均增长4％.测试了不同背电极的CdTe太阳电池的暗I-V和C-V特性，对背电极剥离后的样品进行了XPS测试分析.结果表明，Ni扩散到ZnTe/ZnTe:Cu复合层的深度比Au多，且大多呈离子态，与ZnTe/ZnTe:Cu复合层中的富Te离子形成NixTe，提高了掺杂浓度，使电池性能获得改善.
2007, 56 (3): 1662-1667.
doi: 10.7498/aps.56.1662
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对1.4nm超薄栅LDD nMOSFET器件栅致漏极泄漏GIDL(gate-induced drain leakage)应力下的阈值电压退化进行了研究.GIDL应力中热空穴注进LDD区界面处并产生界面态，这导致器件的阈值电压变大.相同栅漏电压VDG下的不同GIDL应力后阈值电压退化量的对数与应力VD/VDG的比值成正比.漏偏压VD不变的不同GIDL应力后阈值电压退化随着应力中栅电压的增大而增大，相同栅偏压VG下的不同GIDL应力后阈值电压退化也随着应力中漏电压的增大而增大，这两种应力情形下退化量在半对数坐标下与应力中变化的电压的倒数成线性关系，它们退化斜率的绝对值分别为0.76和13.5.实验发现器件退化随着应力过程中的漏电压变化远大于随着应力过程中栅电压的变化.
2007, 56 (3): 1668-1673.
doi: 10.7498/aps.56.1668
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优化了硅片低温直接键合与智能剥离技术的工艺流程，在550℃，2.1×10-2 Pa条件下制备了SOI材料，其顶层单晶Si膜的表面粗糙度为8.5 nm，缺陷密度为90 cm-2，键合强度达到153.7 kg/cm2，形成的SOI结构除了可以形成三维集成电路中有源层间良好的绝缘层，避免了高温过程对有源层器件结构、材料及性能的影响，还能为三维集成电路后续有源层的制造提供高质量的单晶硅材料.
2007, 56 (3): 1674-1679.
doi: 10.7498/aps.56.1674
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在金(111)表面组装了具有不同末端基团的硫醇单层分子膜，并利用导电原子力显微镜研究了分子膜的电输运性质，发现不同末端基团的分子自组装膜的导电能力有明显差别.结合X射线光电子能谱，研究了末端基团中碳原子的结合能与相应硫醇分子电导的关系.结果表明不同末端基团分子膜导电能力的差别可归结为末端基团碳原子电子结合能的差异.结合能越高，末端基团电子的局域化程度越强，导致电子有效注入分子主链的势垒越高，从而减弱了分子膜对电子的输运能力.此外，实验还发现不同末端基团的硫醇单层分子膜有不同的表面电势，导致分子膜电流电压特性曲线的零点产生偏离.
2007, 56 (3): 1680-1685.
doi: 10.7498/aps.56.1680
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采用电阻分路(RSJ)模型，运用数值计算方法研究二维约瑟夫森结阵列的涡旋度,涡旋密度涨落随温度的变化，表明了超导阵列中存在KTB型相变.还研究了相变点附近的涡旋噪声频谱随温度、驱动电流变化的特性.计算结果与最近实验报导定性一致，并能用涡旋的运动图像来解释噪声频谱的变化规律.
2007, 56 (3): 1686-1690.
doi: 10.7498/aps.56.1686
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成功生长了Co50Ni21Ga29:Si(x=1，2)单晶样品，对其磁性，马氏体相变及其相关性质进行了细致的测量.发现掺Si成分的单晶具有非常迅速的马氏体相变行为、2.5％的大相变应变、大于100 ppm的磁感生应变和4.5％的相变电阻.进一步研究指出，在CoNiGa合金中掺入适量Si元素，能够降低材料的马氏体相变温度，减小相变热滞后，提高材料的居里温度，并使得磁性原子的磁矩有所降低.尤其重要的是Si元素的添加能够增大材料马氏体的磁晶各向异性能，改善马氏体变体的迁移特性，从而获得更大的磁感生应变.
2007, 56 (3): 1691-1696.
doi: 10.7498/aps.56.1691
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在有效场理论和切断近似框架内，选择自旋S=1的二维方格子，研究横向随机晶场Ising模型的相图和磁化行为，重点是横向随机晶场浓度和晶场比率对相图和磁化的影响.给出了i>T-Dx空间的相图和m-T空间的磁化图.在晶场稀疏情况下，负晶场方向存在临界温度的峰值，正方向可出现重入现象.晶场比率取+0.5和-0.5时，磁有序相范围缩小，特别是晶场比率取-0.5时，随晶场浓度的降低，临界温度峰值从横向晶场负方向渡越到正方向.固定某一负晶场值，不同晶场比率的磁化行为有明显差异.同时与纵向稀疏晶场Ising模型结果进行有意义的比较.
2007, 56 (3): 1697-1701.
doi: 10.7498/aps.56.1697
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采用多晶材料趋近饱和定律研究了非晶Fe39.4-xCo40Si9B9Nb2.6Cux(x=0.5,1,1.5) 合金在不同温度纳米晶化后的有效磁各向异性常数〈K〉.结果表明， Cu含量较低(x=0.5)时，纳米晶粒较大并且在较低的退火温度(550℃)下析出硬磁相，〈K〉随退火温度Ta升高显著增加；随着Cu含量的增加，有效地细化了晶粒，并且抑制了硼化物的析出，〈K〉明显减小.讨论了〈K〉与晶粒尺寸D及初始磁导率的关系.
2007, 56 (3): 1702-1706.
doi: 10.7498/aps.56.1702
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通过X射线粉末衍射数据，用Rietveld精修方法分析了Te部分替换LaMnO3中La后，其晶格参数及其结构对称性所发生的变化.结果表明：Te掺杂LaMnO3系列样品具有R3C的晶格结构对称性，其MnO6八面体晶格还产生了伸张畸变，畸变程度随Te掺杂量的增加而增大.此外根据Mn—O—Mn键角、eg电子能带的带宽、A位离子平均半径及A位离子尺寸失配度等的变化特点，推测Te掺杂LaMnO3样品除居里温度等相变物理量将随x增加而非线性变化外，还可能产生自旋玻璃态、相分离等宏观现象.
2007, 56 (3): 1707-1712.
doi: 10.7498/aps.56.1707
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用固相反应法制备了La0.67Sr0.08Na0.25MnO3样品.通过磁化强度-温度(M-T)曲线、电阻率-温度(ρ-T)曲线以及ρ-T拟合曲线研究了样品的输运性质及庞磁电阻(colossal magnetoresistance，CMR)效应.结果表明，ρ-T曲线和磁电阻-温度(MR-T)曲线均出现双峰现象；高温峰是伴随顺磁-铁磁(PM-FM)相变出现绝缘体-金属(I-M)相变，低温峰是颗粒界面效应；两个绝缘相输运机理不同：较低温度下(248KTρ(T)符合极化子的可变程跃迁模型，而在更高温区(330KTρ(T)符合极化子近邻跃迁模型；两个类金属相输运机理也不同：在低温区(67KTρ-T2.5关系，输运机理是自旋波散射和电-磁子散射作用，而在高温区(292KTρ-T2关系，输运机理是单磁子散射作用.
2007, 56 (3): 1713-1718.
doi: 10.7498/aps.56.1713
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应用动力学蒙特卡罗模拟方法，对二维Ising模型和二维XY模型的aging现象展开数值研究.系统在零外场条件下从高温无序相淬火到临界温度Tc时，通过测量自关联函数A(t,t′)，观察到二维Ising模型和二维XY模型的aging现象，获得更精确的动力学临界指数λc和z的值.特别是对二维XY模型，当初始态为完全无序态时，模拟结果证实存在关于标度行为的对数修正.
2007, 56 (3): 1719-1724.
doi: 10.7498/aps.56.1719
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采用直流磁控溅射的方法在氧化镁(100)单晶基板上生长了一系列c轴垂直取向的FePt薄膜，通过改变沉积时的基板温度，薄膜从Fe，Pt原子无序排列的面心立方结构逐渐变化到有序排列的L10相面心四方结构.在此基础上，系统研究了FePt薄膜的化学有序度对磁和磁光性能的影响.随着有序度的增加，FePt薄膜的磁晶各向异性能，以及沿垂直方向的矫顽力、剩磁比均增加，在基板温度高于530 ℃时制备的薄膜中的磁晶各向异性能超过1 J/cm3.同时，还观察到有序FePt合金薄膜的磁光克尔光谱(克尔转角的大小和极值所对应的跃迁光子能量)随化学有序度的显著变化.
2007, 56 (3): 1725-1729.
doi: 10.7498/aps.56.1725
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采用磁控溅射方法在自然氧化的单晶Si(100)衬底上制备了纳米结构的Fe53Pt47薄膜，并研究热处理后薄膜中的磁相互作用、晶粒尺寸与热处理温度的关系.经400℃热处理后，FePt薄膜中有明显的面心四方相形成，薄膜表现出硬磁性，晶粒尺度在20 nm，薄膜内部存在软硬磁交换耦合作用；随着热处理温度升高，硬磁相含量增加.同时由于FePt薄膜的晶粒长大，部分软硬磁晶粒之间的交换耦合作用失效；600℃热处理后，FePt的面心立方相已经完全转变为面心四方相，薄膜矫顽力由硬磁相之间的静磁作用贡献.
2007, 56 (3): 1730-1734.
doi: 10.7498/aps.56.1730
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利用直流对靶磁控溅射技术在单晶Si衬底上制备了C/CoCrTa/X (X=Cr，Ti)介质材料.分别采用振动样品磁强计、X射线衍射仪、扫描探针显微镜对样品的磁性、微结构等进行了测试分析.研究发现，Ti缓冲层有利于样品中Co晶粒的易轴垂直于膜面生长.以Ti为缓冲层的样品，颗粒尺寸和表面粗糙度较小，而且磁畴明显，说明以Ti为缓冲层的薄膜样品更适宜做垂直磁记录.
2007, 56 (3): 1735-1740.
doi: 10.7498/aps.56.1735
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通过sol-gel法在Si (111) 基片上分别制备了LaNiO3(LNO)底电极和LaNiO3/La0.3Sr0.7TiO3 (LNO/LSTO)底电极.然后采用sol-gel 方法，在两种衬底上分别制备了Pb (Zr0.5Ti0.5)O3 (PZT)铁电薄膜.XRD分析表明，两种PZT薄膜均具有钙钛矿结构，且在LNO底电极上的PZT薄膜呈(100) 择优取向，而在LNO/LSTO底电极上的PZT薄膜呈随机取向.铁电性能测试表明，相对LNO衬底上制备的PZT薄膜，在LNO/LSTO底电极上制备的PZT薄膜的剩余极化强度得到了有效的增强，同时矫顽场也增大.介电常数和漏电流的测试表明，LNO/LSTO底电极上制备的PZT薄膜具有大的介电常数和漏电流.
2007, 56 (3): 1741-1745.
doi: 10.7498/aps.56.1741
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研究了晶场二级效应在PrF3晶体中的作用，发现该效应可使Pr3+离子的晶场单态与其他态混合，对PrF3晶体磁化率产生明显影响.进一步研究了晶体内的交换作用有效场，其形式为Hin=(1.9-0.02556T)×10-5M，在100—300 K的温度范围内，以此计算的PrF3晶体的倒数磁化率和Verdet常数的倒数与实验值符合较好.结果表明，在PrF3晶体中，晶场二级效应与离子间的交换作用都不能忽略.
2007, 56 (3): 1746-1750.
doi: 10.7498/aps.56.1746
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提出了一种模拟薄膜法布里-珀罗滤光片中反射光束分裂现象的方法.根据反射率曲线，简单解释了产生这个现象的原因.实验上制备了薄膜法布里-珀罗滤光片，观察和测量了反射光束分裂的现象，理论计算基本与实验结果符合.
2007, 56 (3): 1751-1757.
doi: 10.7498/aps.56.1751
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通过拉曼散射光谱，吸收光谱，荧光发射寿命和808 nm LD激发下的红外荧光光谱的实验测量，系统研究了Nd3+:SrMoO4晶体的自受激拉曼光谱性质.分析指认了拉曼散射光谱中各拉曼峰所对应的晶格振动模式，得出了其SRS活性最强的声子频率约为898 cm-1，对应于(MoO2-4)离子团的完全对称光学伸缩振动Ag模；通过J-O理论对晶体的吸收谱进行了全面的光谱参数计算，得出4F3/2→4I11/2跃迁的积分发射截面达0.57×10-18 cm2，自发辐射概率为141.06 s-1；同时，实验测得该跃迁的荧光发射寿命约为0.2 ms.最后，结合808 nm LD激发下的红外波段荧光光谱，论证了SrMoO4晶体中Nd3+离子1068 nm发射通过拉曼频移获得1180 nm一级斯托克斯激光发射的可能性，为Nd3+:SrMoO4晶体的自受激拉曼激光器研究提供了理论依据.
2007, 56 (3): 1758-1764.
doi: 10.7498/aps.56.1758
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制备了系列Er3+/Yb3+共掺碲硼硅酸盐玻璃样品(85-x)TeO2-15B2O3-xSiO2 (TBS x=0,5,10,15,20 mol%).测试和分析了样品的吸收光谱、荧光光谱、能级寿命、红外透射光谱及差热特性.并通过对Er3+离子4I13/2→4I15/2跃迁发射谱线的高斯拟合，设计了一个简单的四能级结构估算了Er3+离子4I13/2和4I15/2能级在碲硼硅酸盐中的Stark分裂情况.研究表明SiO2的引入能有效地改善玻璃的热稳定性和光谱性能，玻璃析晶温度Tx与玻璃转变温度Tg之差(ΔT=Tx-Tg)可达178℃，说明碲硼硅酸盐是一种适合于光纤拉制的玻璃基质材料.比较了不同基质玻璃中Er3+离子的荧光半高宽和受激发射截面，结果表明TBS玻璃系统具有较好的带宽性能，是一种优良的宽带光纤放大器候选基质材料.
2007, 56 (3): 1765-1769.
doi: 10.7498/aps.56.1765
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用水热法制备了YBO3:Eu3+纳米材料，通过改变其反应条件对纳米颗粒的大小和形貌进行了控制，对其发射光谱进行分析并与体材料进行了比较.在纳米材料中，很大比例的稀土离子微观环境受到表面的影响.这种影响可能使稀土离子的Judd-Ofelt参数Ω2增大，从而使Eu3+的5D0→7F2的发射加强，红色发光材料的色纯度提高.
2007, 56 (3): 1770-1774.
doi: 10.7498/aps.56.1770
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采用一个简单的二能级系统来分析激光冷却的微观物理过程，从微观的离子数等方面讨论制冷功率，从而计算出温度的变化，同时讨论了影响制冷功率的因素，找到了提高制冷功率的途径，详细分析了掺杂离子浓度、抽运功率、有效吸收截面对冷却极限的影响.最后比较了计算结果与实验数据，二者基本一致，从而验证了采用该二能级系统理论分析反斯托克斯荧光制冷的合理性.
2007, 56 (3): 1775-1778.
doi: 10.7498/aps.56.1775
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用热蒸发法制备了SnO2纳米结构，并用光致发光方法研究了其光谱特性.发现有催化剂条件下制备的SnO2纳米带的发光主峰为3.68 eV, 正对应SnO2纳米晶体的带隙能量; 而无催化条件下制备的SnO2纳米晶体的发光则以氧空位、悬键和表面态发光为主.并且前者的发光效率比后者提高近两个数量级，这些实验结果说明在有催化条件下制备了高质量的SnO2纳米带.另外,对其发光光谱进行了Gauss拟合, 从拟合结果发现了(101)和(101)T孪生晶面的表面态的发光峰.
2007, 56 (3): 1779-1784.
doi: 10.7498/aps.56.1779
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利用一种改进后的U形管圆锥泡声致发光装置，研究了乙二醇溶液中圆锥泡声致发光的发光特性.实验结果表明，利用乙二醇溶液可以得到超强的单个发光脉冲，其脉冲宽度可以达到150 μs，其值远远高于其他方式产生的声致发光的脉冲宽度.测量得到的光谱为一从紫外到可见光波长范围的连续谱，在589 nm附近叠加有钠的3P-3S原子发射谱线.在钠的原子发射谱线两侧测量得到了Na-Ar分子激发态跃迁形成的蓝卫星带，并在声致发光实验中测得了Na-Ar的红卫星带以及钠的3S-4S原子发射谱线.
物理学交叉学科及有关科学技术领域
2007, 56 (3): 1785-1789.
doi: 10.7498/aps.56.1785
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用分子束外延设备(MBE)在GaAs(100)衬底上生长了InSb型界面的AlSb/InAs超晶格，界面生长过程中采用了As保护下不同的中断时间.运用掠入射X射线反射技术(GIXRR)对样品进行了测量，并对测量结果进行了模拟和分析，发现As保护下生长中断20 s能获得最平整的AlSb/InAs界面.结合分析显微镜下观察到的样品形貌，过短的界面中断时间会导致界面富In并形成In点，而过长的中断时间会导致AlAs型界面的形成，两者都使界面变得粗糙.另外，还讨论了生长中断在分子束外延生长中的应用.
2007, 56 (3): 1790-1795.
doi: 10.7498/aps.56.1790
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将V2O5粉体与WO3粉体均匀混合并压制成靶，用离子束增强沉积加后退火技术在SiO2衬底上制备掺钨VO2多晶薄膜.X射线衍射表明，薄膜取向单一，为VO2结构的［002］相,晶格参数d比VO2粉晶增大约0.34%；薄膜从半导体相向金属相转变的相变温度约28；室温(300 K)时的电阻-温度系数(TCR)可大于10%/K，是目前红外热成像薄膜TCR的四倍.W离子的半径大于V离子的半径，W的掺入在薄膜中引入了张应力,使薄膜相变温度降低到室温附近，是IBED V0.97W0.03O2薄膜的室温电阻温度系数提高的原因.
2007, 56 (3): 1796-1801.
doi: 10.7498/aps.56.1796
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利用柠檬酸法制备出了Mo-Fe-MgO，Mo-Co-MgO和W-Co-MgO催化剂，在小型流化床中，以Ar气为载气，在1123 K下催化裂解CH4来制备单壁碳纳米管(SWCNTs).利用透射电子显微镜和拉曼光谱方法研究了催化剂组分对SWCNTs制备的影响，并对SWCNTs的生长机理进行了探索，研究结果表明，柠檬酸法是一种制备负载型SWCNTs催化剂的有效方法，三种催化剂都能够得到质量较好的SWCNTs,在1123 K左右，SWCNTs在三种催化剂上的生长过程可能类似于“微液相模型”.催化剂的组分对SWCNTs的管径分布影响较小，不同催化剂所得到的SWCNTs在内部结构上存在一定的差异.催化剂中加入第二组分Mo和W能有效提高产物的碳产率.
2007, 56 (3): 1802-1808.
doi: 10.7498/aps.56.1802
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以CF4，CH4和N2为源气体，利用射频等离子体增强化学气相沉积法，在不同功率下制备了含氮氟化类金刚石膜.用俄歇电子能谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱对薄膜的电子结构和化学键进行了表征，并结合高斯分峰拟合方法分析了薄膜中sp2，sp3结构比率.结果表明，制备的薄膜属于类金刚石结构，不同沉积功率下，薄膜内的sp2/sp3值在2.0—9.0之间，随着沉积功率的增加薄膜内sp2的相对含量增加.膜内主要有C—Fx(x=1，2)，C—C，C=C和C≡N等化学键.沉积功率增加，C—C基团增加，膜内F的浓度降低，C—F基团减少，薄膜的关联加强，稳定性提高.
2007, 56 (3): 1809-1814.
doi: 10.7498/aps.56.1809
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以CF4,CH4和N2为源气体，采用射频等离子体增强化学气相沉积法，在不同射频功率下制备了含氮氟化类金刚石薄膜样品.原子力显微形貌显示，低功率下沉积样品表面致密均匀.拉曼及傅里叶变换红外光谱分析显示，随着射频功率的改变，薄膜的结构和组分也随之变化.紫外-可见光透射光谱证明薄膜具有紫外强吸收特性，通过计算得到其光学带隙在1.89—2.29 eV之间.结果表明，射频功率增加，薄膜内sp2C含量增加，或者说C=C交联相对浓度增加、F的相对浓度降低，导致薄膜内π-π*带边态密度增大，光学带隙减小.
2007, 56 (3): 1815-1818.
doi: 10.7498/aps.56.1815
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采用统计物理学方法，在Flory-Huggins高分子溶液理论中引入Gibbs分布，从而合理描述了高分子内聚能的温度依赖性.将此理论应用于求解高分子的溶度参数.采用此方法得到的溶度参数比以往的理论更加接近实验结果.这表明所推导的聚合物溶液热力学理论是合理的，可以更精确地求解高分子的溶度参数.
2007, 56 (3): 1819-1824.
doi: 10.7498/aps.56.1819
摘要 +
利用渐近分析方法研究了远场来流引起的对流对过冷熔体中球状晶体的生长形态的影响.结果表明,由远场来流导致的对流使得正在生长的球状晶体的界面在向着来流的前部朝来流方向相反的方向生长, 并且提高了朝来流的相反方向的生长速度, 在背风方向衰减；正在衰减的球状晶体的界面在向着来流的前部加速衰减, 在背风方向减缓衰减.
2007, 56 (3): 1825-1830.
doi: 10.7498/aps.56.1825
摘要 +
差分吸收光谱技术(DOAS)已经发展为监测对流层痕量气体的重要技术，一般采用光电倍增管(PMT)作为探测器.由于光电二极管阵列(PDA)在多道探测及像元灵敏性方面的优势，采用PDA代替扫描探测装置将能改善系统剩余噪声，提高系统性能.但实际应用中由于使用收发一体Cassegrain望远镜造成灯谱与大气谱结构不统一，在消除PDA像元间差异的过程中给系统带来误差，从而导致剩余噪声的标准偏差达到1.4×10-3.根据光纤扰模原理在系统中加入自制光纤模式混合器很好的解决了上述难题，在实际应用中起到良好的作用，系统剩余噪声的标准偏差为3.4×10-4.
地球物理学、天文学和天体物理学
2007, 56 (3): 1831-1836.
doi: 10.7498/aps.56.1831
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系统地研究了亚微米聚苯乙烯微球在气-液界面的组装机理.聚苯乙烯微球在介质对流的带动下会到达悬浮液的表面并在气-液界面组装，气-液界面处聚苯乙烯微球间由弯液面产生的毛细管力是组装的推动力.界面处聚苯乙烯微球在干燥过程中其润湿性发生了转变，由完全润湿到部分润湿并最终变成不润湿，相应的聚苯乙烯微球与分散介质间接触角也逐渐增大.研究表明，只有接触角达到或超过某数值θ′critical时，才能够出现气-液界面组装现象.考虑到PS胶粒晶体的表面是“规则”粗糙的表面，由Wenzel公式知θ′critical大于测量值θ＝22°.聚苯乙烯微球润湿性的转变是界面组装发生和持续进行的关键性因素.
2007, 56 (3): 1837-1842.
doi: 10.7498/aps.56.1837
摘要 +
利用中国气象局国家气候中心740站点1960—2000年日降水观测资料，统计分析表明，各气候特征区30 mm以上日降水存在幂律尾分布特征，从中国的整体情况来看，幂律尾指数的均值超过了3.0，其对应的降水过程不存在平稳性成分，因此长期暴雨预报成为一个艰巨的任务.借助滤波方法进一步研究发现：日降水幂律尾分布特征是大气中各尺度系统相互作用的结果，其中一周尺度系统对30 mm以上日降水幂律尾指数影响最大.
