Vol. 56, No. 8 (2007)
2007年04月20日
总论
2007, 56 (8): 4313-4318.
doi: 10.7498/aps.56.4313
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利用遗传算法研究重复囚徒困境博弈策略在复杂网络中的演化.研究结果表明：处于复杂网络中有记忆的个体通过基因的复制、重组、变异和选择能够进化出一种自组织的合作机制.这种合作机制既能够在群体中激发合作行为的产生，加强和维护持续的合作行为，同时又能对背叛的个体进行惩罚和报复，因此能够促使复杂网络中进化出具有很高合作率的群体.
2007, 56 (8): 4319-4325.
doi: 10.7498/aps.56.4319
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利用改进的Riccati方程映射法、Bcklund变换法和变量分离法，得到了(2+1)维广义Breor-Kaup(GBK)方程的新显式精确解.根据得到的解，找到了GBK方程的复合波，并进一步研究了在Jacobi正弦周期波背景下dromion孤立波的演化.
2007, 56 (8): 4326-4330.
doi: 10.7498/aps.56.4326
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找到一个合适的代换——三角函数法，将非线性Boussinesq微分方程转换为非线性代数方程组.用吴消元法求解该非线性代数方程组，从而获得一般形式Boussinesq微分方程的广义孤子解.
2007, 56 (8): 4331-4336.
doi: 10.7498/aps.56.4331
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基于Braunstein和Kimble提出的B-K方案以双模最小关联混合态作为量子信道实施对未知量子态的隐形传送，并以传送相干态为例进行了研究.结果表明：双模最小关联混合态作为一种广义的Einstein-Podolsky-Rosen型纠缠态在实现量子隐形传态中能很好地担当量子信道的角色，在纠缠度和压缩度选择适当的条件下被传送未知量子态的保真度可以达到1.这是比双模压缩真空态更优越的量子信道.
2007, 56 (8): 4337-4341.
doi: 10.7498/aps.56.4337
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利用Wentzel-Kramers-Brillouin近似计算了Taub-NUT时空事件视界附近自旋为1/2，1，3/2，2等无质量场的熵密度、压强和能量密度.结果表明，自旋场附近的热力学量不仅具有与平直时空相同的主导项，还多了两项自旋依赖的附加项.
2007, 56 (8): 4342-4347.
doi: 10.7498/aps.56.4342
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随着智能交通技术的发展，可变信息标志(VMS)被广泛应用于动态交通管理中.元胞传输模型(CTM)可以较好地模拟交通流激波、排队形成与消散等交通流动力学特性.应用CTM对VMS选址问题进行了研究.数值模拟结果表明，合适的VMS位置可以减少系统内所有车辆的行驶时间.还分析了路径选择概率变化与VMS位置之间的关系.在一定范围内，交通事故越严重，VMS应设置在距离事故地点越远的地方.
2007, 56 (8): 4348-4352.
doi: 10.7498/aps.56.4348
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利用平均场理论和单空间模近似，研究了偶极-偶极相互作用下双势阱中总自旋F=1的旋量玻色-爱因斯坦凝聚磁化率的非线性动力学性质.在给定的初态条件下，研究结果表明：当λA+2λd=0时，凝聚体只表现为磁化振荡行为；当λA+2λd≠0时，凝聚体既存在磁化振荡行为，又存在磁自陷俘现象.
2007, 56 (8): 4353-4360.
doi: 10.7498/aps.56.4353
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为了模拟人与动物感知信息的真实环境，以脉动神经元节点组成神经元网络，研究在随机刺激和混沌刺激等极端条件下的记忆模式存储与时间分割问题.研究表明：网络对于若干种模式的叠加输入，能够以一部分神经元同步发放的形式在时间域上分割出每一模式. 如果输入模式是缺损的，系统能够把它们恢复到原型，即具有联想记忆功能.通过调节耦合强度和噪声强度等参数使得网络在中等强度噪声达到最优的时间分割，与广泛讨论的随机共振现象一致.
2007, 56 (8): 4361-4365.
doi: 10.7498/aps.56.4361
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对于一类非自治的非线性振动系统，设计了控制方法并建立了相应的派生系统，使得派生系统能与原系统达到同步.利用Lyapunov稳定性理论证明了两个系统在一定条件下可以达到同步，给出了耦合参数的选择条件.对于含参数激励与强迫激励的Mathieu方程以及拟周期激励的Duffing方程进行了实际的仿真计算，证明了派生系统可以与原系统的拟周期、混沌运动快速实现同步.
2007, 56 (8): 4366-4371.
doi: 10.7498/aps.56.4366
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利用改进的状态Riccati方程法，实现了统一混沌系统的状态同步控制.具有给定稳定度的状态调节器改善了系统同步过程的动态性能.理论推导和仿真实验均说明误差系统是渐近稳定的，与传统状态Riccati方程法的对比仿真实验表明，系统同步的动态性能得到了改善.
2007, 56 (8): 4372-4377.
doi: 10.7498/aps.56.4372
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外光反馈下的半导体激光器可视为混沌载波发射机.数值研究发现，外部强光注入可以显著提高混沌载波发射机的带宽，带宽提高的程度在一定范围内与注入光的强度成正比.当外部光注入系数kinj=0.39时，混沌载波的带宽由无光注入时的2.7GHz增大到14.5GHz，提高了5倍多.研究还发现，在相同的注入强度条件下，当注入光的频率比半导体激光器的中心频率高2—4GHz时，可实现最大限度的带宽增强.此外，适当提高半导体激光器的偏置电流也可以在一定程度上提高其产生的混沌载波的带宽.
2007, 56 (8): 4378-4382.
doi: 10.7498/aps.56.4378
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相位共轭振荡器由一个标准镜和一个具有快速响应的无损耗Kerr介质作为相位共轭介质的相位共轭镜组成.利用非线性反馈方法，对相位共轭振荡器中的时间混沌和耦合相位共轭波映象系统中的时空混沌进行了控制，得到了稳定的控制结果.数值实验表明，该控制方法不需预先了解动力学系统，只需调整反馈系数，在实际系统中容易实现.控制结果为相位共轭波的混沌研究提供了理论依据.
2007, 56 (8): 4383-4392.
doi: 10.7498/aps.56.4383
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基于智能交通诱导信息，提出一种改进的耦合映射跟驰模型，用于描述单车道的交通流动力学特性及其拥堵控制.利用反馈控制理论，给出了在头车速度发生变化时交通流保持稳定的条件.分析结果表明，考虑前方更多车辆的信息对交通流有致稳作用，亦即稳定性条件明显减弱.数值模拟证实了理论分析的正确性，通过与他人相关工作的比较得知，考虑智能交通诱导信息能够更有效地抑制交通拥堵.
2007, 56 (8): 4393-4400.
doi: 10.7498/aps.56.4393
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通过对掌纹的概率密度分布和配分函数的分析，得到掌纹分布具有一定的多重分形性.进一步求取掌纹多重分形谱的宽度、极大值以及谱曲线的不对称程度，并提出以这些参数作为掌纹识别的特征量.这可能为多重分形理论在生物特征识别领域中的应用带来新的思路与方法.
2007, 56 (8): 4401-4405.
doi: 10.7498/aps.56.4401
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光谱增感技术可使卤化银感光材料实现对全波段感光，同时光谱增感技术在现代光信息记录与存储、光电器件、太阳能转换与存储等领域具有重要的应用.应用微波吸收介电谱技术研究了立方体氯化银吸附感绿菁染料后的光电子衰减特性，建立了氯化银光电子衰减动力学模型，根据此模型结合光电子衰减实验结果对光谱增感染料吸附在卤化银表面的电子陷阱效应进行了分析.研究结果表明：当染料以单分子态吸附在卤化银表面时，染料起浅电子陷阱效应；染料以J聚集体吸附在卤化银表面时，染料起到了深电子陷阱效应.浅电子陷阱与深电子陷阱效应的临界浓度为每40g
核物理学
2007, 56 (8): 4406-4411.
doi: 10.7498/aps.56.4406
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通过γ射线辐射探测、能谱分析和信息屏障等技术集成，建立了一套可用于核裁军核查的钚部件的钚存在、武器级钚和年龄属性的HAM-1型γ射线综合测量系统.在不泄漏核部件敏感设计信息的前提下，探测核部件是研制HAM-1型γ射线综合测量系统的基本出发点.根据信息屏障的设计要求，选用ARM微处理器作HAM-1的控制中心，自行研发了高分辨γ能谱的解谱分析技术和属性分析技术，编制了HAM-1型γ射线综合测量系统的应用软件，实现了能谱采集、数据分析、结果显示的自动化和核部件敏感设计信息的保护.
原子和分子物理学
2007, 56 (8): 4412-4419.
doi: 10.7498/aps.56.4412
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采用单双取代的二次组态相互作用方法，分别选用6-311++G(d,p)和6-311G(df,pd)基组，对B2C和BC2分子的结构进行了优化，得到这两个分子的基态结构为C2v和Cs，基态电子状态为1A1和2A′，同时还得到了它们的平衡几何结构、离解能、谐振频率和力常数.
2007, 56 (8): 4420-4427.
doi: 10.7498/aps.56.4420
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采用从头计算的多参考组态相互作用方法和含扩散基的3个基组aug-cc-PVXZ (X=D,T,Q) 计算了SO和ClO分子及其分子离子的势能曲线，确定了平衡几何结构、离解能，并采用Feller拟合递推方法得到了基函数为无穷大计算水平值. 确定了SO－，ClO+，ClO-分子离子的基态. 通过Murrell-Sorbie势能函数和最小二乘法拟合得到了解析势能函数. 基于所得的势能函数，通过解核运动的薛定谔方程得到振
2007, 56 (8): 4428-4434.
doi: 10.7498/aps.56.4428
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采用乘积近似法计算了氧化亚氮分子的总配分函数，其中转动配分函数考虑了离心扭曲修正，振动配分函数采用谐振子近似. 利用计算所得的配分函数和实验振动跃迁矩平方及Herman-Wallis因子系数，计算了氧化亚氮3000—0200和1001—0110跃迁带在常温和高温下的线强度. 结果显示，当温度高达3000K时，计算所得线强度与实验值及HITRAN数据库提供的结果仍符合较好. 这表明高温下的分子配分函数和线强度的计算是可靠的. 还进一步计算了氧化亚氮3000—0200和1001—0110跃迁带在更高温度(40
2007, 56 (8): 4435-4440.
doi: 10.7498/aps.56.4435
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在考虑分子内成键原子间的电子云重叠效应的基础上, 提出了一种能够准确计算“中、高能电子-分子”散射的微分截面、动量转移截面及弹性积分截面的修正势方法. 利用可加性规则、使用Hartree-Fock波函数并采用被这一方法修正过的复光学势, 在100—1000eV内对电子被SO2分子散射的微分截面、动量转移截面及弹性积分截面进行了计算, 并将计算结果与实验及其他理论结果进行比较. 结果表明, 利用这一修正过的复光学势及可加性规则获得的微分截面比利用未修正的复光学势及可加性规则得到的结果准
2007, 56 (8): 4441-4447.
doi: 10.7498/aps.56.4441
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采用超分子单双迭代(包括非迭代三重激发)耦合簇理论CCSD(T)方法和由键函数3s3p2d1f组成的大基组, 计算得到了基态He-HI复合物相互作用的全程势能面. 该势能面上存在2个势阱, 分别对应于线性He-I-H和He-H-I构型, 势阱深度分别为4.473和2.996meV, He原子到HI分子质心的距离R分别为0.363和0.442nm. 使用Barker, Fisher和Watts提出的BFW势函数拟合计算得到的相互作用能数据, 获得了He原子与HI分子相互作用势的解析表达式. 在
2007, 56 (8): 4448-4453.
doi: 10.7498/aps.56.4448
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采用微扰静态(PSS)模型近似处理极化和结合能效应，并引入了相对论效应、能量损失效应和库仑偏转效应修正的ECPSSR理论是描述直接库仑电离过程最成功的理论，但对于低能离子入射时， 其结果明显低于实验值. 采用联合分离原子(USA)模型替代ECPSSR中的PSS模型，考虑分子轨道效应得到了基于USA模型的电离理论——MECUSAR理论. 对部分碰撞系统进行了计算，得到的碰撞截面与实验结果基本符合. 结合OBKN(Oppenheimer-Brinkman-Kramers formulas of Nikolae
2007, 56 (8): 4454-4460.
doi: 10.7498/aps.56.4454
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使用Gaussian 03程序包中的“对称性匹配簇-组态相互作用”方法、在0.13—2.0nm的核间距范围内利用6-311+〖KG-*3〗+G(d,p)基组对7Li2(23Πu)分子的势能曲线进行了计算, 同时使用最小二乘法将计算结果拟合成了解析势能函数. 利用拟合出的解析势能函数并结合Rydberg-Klein-Rees方法, 计算了该态的谐振频率, 进而计算了该态的其他光谱常数, 分别为T
2007, 56 (8): 4461-4466.
doi: 10.7498/aps.56.4461
摘要 +
介绍了离子-原子碰撞过程中双微分绝对截面的计算方法.利用符合技术测量了中能区C3++Ne碰撞系统的纯电离微分绝对截面. 将实验结果与多体经典蒙特卡罗方法计算结果进行对比后发现，纯电离截面随入射能量变化的趋势基本一致，对理论与实验产生差异的原因作了分析. 对多重电离的电离机制分析表明：高价态的反冲离子主要来自于俄歇贡献；随着入射能量的升高，电子-电子间的库仑作用也逐渐显现. 此实验方法可以用于相同实验装置上的各种反应出射道的绝对截面测量，入射离子种类及入射离子能量范围将得到拓展.
2007, 56 (8): 4467-4476.
doi: 10.7498/aps.56.4467
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用密度泛函理论(DFT)方法在6-311++G(d,p)水平上对Al2O3X(X=H, D, T)分子较低能量的几何构型进行了优化. 计算结果表明该分子有两个可能基态, 即Al2O3X(X=H,D,T)(2A′)Cs和Al2O3X
2007, 56 (8): 4477-4483.
doi: 10.7498/aps.56.4477
摘要 +
利用第一性原理在广义梯度近似下，研究了GenB(n=12—19)团簇的结构和电子性质. 结果表明：GenB(n=12—19)团簇具有较大的能隙;这些团簇的最低能量结构包含有Ge9或Ge10结构单元；B原子嵌套在Gen团簇中和B原子替代Gen+1团簇的Ge原子是构成Gen
2007, 56 (8): 4484-4490.
doi: 10.7498/aps.56.4484
摘要 +
基于第一性原理，用密度泛函理论中的广义梯度近似方法，获得了BnNi(n≤5)小团簇在不同自旋多重度下的几何构型，确定了最低能量结构，并计算了相应的频率、平均结合能和磁性. 结果表明：BnNi(n≤5)小团簇最低能量结构的自旋多重度分别为2，1，2，1，2；Ni掺入B团簇后增大了其结合能；Ni原子磁矩和团簇总磁矩随团簇尺寸增大而呈现振荡趋势.
2007, 56 (8): 4491-4496.
doi: 10.7498/aps.56.4491
摘要 +
应用激光多光子电离质谱与超声脉冲分子束技术研究了乙醚团簇，实验中观测到乙醚的碎片离子以及强度较小的(E)H+，(E)＋2和(E)2H+(E代表CH3CH2OCH2CH3)，没有发现更大尺寸的团簇离子.结合从头计算理论，在B3LYP/6-311++G(d,p
唯象论的经典领域
2007, 56 (8): 4497-4503.
doi: 10.7498/aps.56.4497
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以加载衰减器的螺旋线慢波结构作为研究对象，采用螺旋导电面模型，用真空层模拟螺旋带的厚度，用均匀介质层等效分立的介质夹持杆，并考虑到各横向区域横向传播常数的不同，得到了任意次模式的色散方程和耦合阻抗的表达式. 在此基础之上，分析了衰减器对主模和-1次模式的衰减常数、相位常数和耦合阻抗的影响.所得结果对设计衰减器具有理论指导意义，为螺旋线慢波系统高频特性的改善以及反射振荡和返波振荡的抑制提供了理论依据.
2007, 56 (8): 4504-4508.
doi: 10.7498/aps.56.4504
摘要 +
将谐振腔引入微带结构,分析和设计了含有左手介质双层基底的亚波长谐振腔微带天线.基于左手介质对右手介质的相位补偿效应,此新型微带天线的高度并没有因为双层基底而大为增加,反而有所降低.计算表明：在一些情况下,大幅度提高的带宽特性突破了传统微带天线的窄带局限,而在另一些情况下,所得到窄带微带天线能够在单频率点谐振鉴频.针对这一特性,将亚波长谐振腔微带天线应用于探测器中,显示了此新型微带天线在目标探测上的优势.
2007, 56 (8): 4509-4514.
doi: 10.7498/aps.56.4509
摘要 +
根据递推卷积原理，将磁化等离子体的频域介电系数过渡到时域，通过引入时域复数极化率张量和时域复数电位移矢量，得到了磁化等离子体的三维时域有限差分方法迭代式. 为了验证该方法，用它计算了非磁等离子体球的后向雷达散射截面，与移位算子法结果符合很好. 应用该方法计算和分析了磁化等离子体球的电磁波散射，发现其后向散射时域波形明显出现了交叉极化分量.
2007, 56 (8): 4515-4522.
doi: 10.7498/aps.56.4515
摘要 +
回旋行波管放大器是一种具有高功率、高频率、宽带宽的毫米波放大器，TE02模二次谐波回旋行波管放大器在保持基波回旋行波管放大器的基础上极大地减小了工作磁场,从而具有广阔的应用前景. 利用两段分布式损耗的互作用结构，有效抑制了绝对不稳定性和回旋返波振荡,避免了模式互作用电路引起的模式畸变，提高了输出功率，在一定程度上克服了谐波互作用较弱的缺点，满足了扩展功率容量和放大器长时间稳定工作的要求. 非线性模拟结果和粒子模型(particle in cell)模拟结果均表明，在工作电压为100k
2007, 56 (8): 4523-4534.
doi: 10.7498/aps.56.4523
摘要 +
根据磁多极场的对称性，首先导出了磁多极场磁场分量的泰勒级数展开式，定义了磁多极场的场参数，然后根据毕奥-萨伐尔定律，导出了马鞍型磁多极场线圈的场参数理论计算公式.对各个场参数数量级的大小进行了分析，找出了场参数的递推规律，给出了场参数高阶导数的计算方法，从而能够准确计算整个空间的磁场值.还从简单单根导线计算结果过渡到多根导线或具有某种连续分布的情况. 这对于磁二极场、磁四极场、磁六极场等的应用提供了可靠的理论依据.
2007, 56 (8): 4535-4541.
doi: 10.7498/aps.56.4535
摘要 +
提出一种分析傍轴光束分数傅里叶变换几何特性的相空间束矩阵变换的简单方法. 以分析椭圆高斯光束分数傅里叶变换几何特性为例，研究表明，利用本方法讨论傍轴束分数傅里叶变换的几何特性简单可靠、从几何图像理解傍轴束分数傅里叶变换清晰直观. 为研究光束传输变换的特性提供了一种简单方便的新途径.
2007, 56 (8): 4542-4549.
doi: 10.7498/aps.56.4542
摘要 +
基于啁啾脉冲放大技术的超短脉冲激光系统是提供超快、超强激光的重要途径，具有良好输出波形和高损伤阈值的多层介质膜脉冲宽度压缩光栅是获得高峰值功率脉冲激光的关键. 基于傅里叶谱变换方法和严格模式理论，分析了多层介质膜光栅(MDG)在超短脉冲作用下的光学特性. 结果表明，当MDG的反射带宽小于具有高斯分布的入射脉冲的频谱宽度时，-1级反射脉冲呈非对称高斯分布，其前沿出现振荡，并且-1级反射脉冲能量开始剧烈下降. 讨论了MDG结构参数对其反射带宽的影响. 分析了MDG与超短脉冲作用时的近场光分布，对提高其抗激光损
2007, 56 (8): 4550-4555.
doi: 10.7498/aps.56.4550
摘要 +
从光纤激光器阵列相干合成远场光强分布的解析表达式出发，详细研究了阵列占空比、阵元个数以及阵元的相位误差对相干合成远场图样分布、中心主瓣的角宽度及所占能量的影响. 给出了占空比为12.5%时，三路保偏光纤放大器相干合成的实验结果.
2007, 56 (8): 4556-4564.
doi: 10.7498/aps.56.4556
摘要 +
采用数字模拟方法较为系统地研究了光子能量、样品直径和散射强度对成像质量的影响，克服了已有实验结果的局限性.研究得到成像质量随光子能量的变化关系，模拟结果与已有实验结果相符.研究发现，当其他成像参数不变时，同一样品存在多个光子能量可实现相近的成像质量，且成像质量都较好，这可用于定量相衬成像中多图重构时图像的选择，也为对辐射剂量有要求的样品提供理论依据.得到了不同直径样品在成像质量最佳时所对应的样品到探测器距离，发现这一距离随样品直径的增加而增加.研究了样品厚度或折射率变化导致的散射X射线对成像质量的影响，发
2007, 56 (8): 4565-4570.
doi: 10.7498/aps.56.4565
摘要 +
为了反映合成孔径雷达图像中斑点噪声尖峰厚尾的统计特征，使用拖尾Rayleigh分布来描述斑点噪声.基于Gamma先验分布和斑点噪声的拖尾Rayleigh分布，推导出了合成孔径雷达图像的最大后验概率滤波方程，并给出了它在特定特征参数时的解析形式.使用Mellin变换从观察图像估计拖尾Rayleigh分布的未知参数.给出了在斑点噪声的拖尾Rayleigh分布下的最大后验概率降噪试验和量化指标.为了消除滑动窗大小和噪声强度对降噪结果的影响，给出了降噪能力随滑动窗大小和噪声方差的动态变化关系.结果表明，拖尾Ray
2007, 56 (8): 4571-4577.
doi: 10.7498/aps.56.4571
摘要 +
采用Pegg-Barnett相位理论，研究了压缩真空场与耦合双原子Raman相互作用过程中光场的相位演化特性.具体计算了场的相位概率分布函数及相位涨落，给出了在极坐标中概率分布变化曲线.讨论了原子与场相互作用、两原子间偶极-偶极相互作用以及原子初始状态对光场相位性质的影响.
2007, 56 (8): 4578-4584.
doi: 10.7498/aps.56.4578
摘要 +
构造出了奇偶对相干态的指数形式, 并把奇偶对相干态推广至有限维Hilbert空间, 获得了有限维奇偶对相干态, 然后讨论了它们的正交归一完备性、反聚束效应和相位概率分布. 结果表明, 在此空间中奇偶对相干态具有归一完备性, 但不具有正交性. 借助于数值计算发现, 无论q取何值, 在参数|ξ|的不同取值范围内, 对于5维Hilbert空间中奇偶对相干态在模1和模2两个方向上均可呈现反聚束效应, 并且此双模光场的光子均是相关的. 而在7维Hilbert空间中，奇偶对相干态相位概率分
2007, 56 (8): 4585-4589.
doi: 10.7498/aps.56.4585
摘要 +
运用光学传输矩阵和有限元方法对波长可调谐垂直腔面发射激光器(VCSELs)的波长调谐范围进行了研究.对中心波长为980nm的可调谐VCSELs的波长调谐特性和微电子机械系统(MEMS)悬臂梁结构进行了设计，并进行了实验研究.结果表明，MEMS可调谐VCSELs调谐特性同时受到光波谐振腔结构和悬臂梁最大位移的共同影响.在悬臂梁几何尺寸和激光器有源区结构一定的条件下，通过优化可调谐VCSELs的牺牲层厚度可实现大范围波长调谐.同时，对可调谐VCSELs整体结构进行了设计，计算结果显示波长调谐范围达到30nm以
2007, 56 (8): 4590-4595.
doi: 10.7498/aps.56.4590
摘要 +
建立了光束谱合成的传输模型.应用光线追迹方法，将闪耀光栅引起的相位变化用槽间光程差和槽内光程差来表示，建立了光束倾斜入射到光栅时相位变化的计算模型.利用衍射积分方法，给出了阵列光源各子光束经谱合成系统后输出光场的解析表达式.依据光束非相干叠加的原理，计算得到合成光束的光强分布.在此基础上，利用强度二阶矩方法，分别计算了阵列光束和合成光束的M2因子，并定量分析了谱合成系统参数对合成光束特性的影响.研究结果表明：通过谱合成系统合成光束的M2
2007, 56 (8): 4596-4601.
doi: 10.7498/aps.56.4596
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分析了纳秒级脉冲激光作用下GaN的激光诱导Zn的掺杂过程.利用简化的一维模型，给出一种比较直观的脉冲激光辐照下GaN/Al2O3材料温度分布的解析形式，得到了GaN材料表面温度与激光辐照时间的关系以及材料形变与深度的关系.在激光脉冲作用时，GaN材料表面的温度与辐照时间的平方根成正比.脉冲过后，材料温度分布梯度和热形变分布随深度发生变化，接近表面的温度梯度最大，热形变量也最大.而在连续脉冲作用时表面的温度呈锯齿状不断升高.
2007, 56 (8): 4602-4607.
doi: 10.7498/aps.56.4602
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在光纤环形腔激光器中引入周期极化反转铌酸锂(PPLN)光波导，用该激光器产生的连续光作为抽运光和控制光，使其与外加的信号光发生非线性效应实现可调谐波长转换.介绍了基于准相位匹配的PPLN光波导中的和频与差频级联型全光波长转换器的基本原理.对抽运光、信号光、控制光以及转换光的光功率随着PPLN光波导的变化进行了模拟.还对转换效率随着转换光波长的变化进行了数值计算.实验验证了该波长转换器的可调谐性.
2007, 56 (8): 4608-4614.
doi: 10.7498/aps.56.4608
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利用瑞利衍射积分公式，推导出多色高斯光束被硬边光阑衍射后光谱的解析公式，傍轴近似的光谱公式可作为特例得到.着重研究了束腰宽度与中心波长之比w0/λ0和截断参数δ对光谱移动和光谱开关的影响.结果表明，只有当w0/λ0和δ满足一定条件时，傍轴近似结果才与非傍轴结果一致.光场的非傍轴性会引起光谱移动不同和产生光谱开关的临界位置变化.
2007, 56 (8): 4615-4621.
doi: 10.7498/aps.56.4615
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与传统的旋光效应理论不同，采用三阶赝张量κ(2)jkl描述旋光现象，并将相关的电极化强度作微扰处理，直接从Maxwell方程组出发推导出了双折射晶体中自然旋光效应的耦合波方程组并得到解析解.该解析解包含了已有的旋光效应宏观理论结果，可方便地用于描述任意偏振态的单色光波在任意点群的双折射旋光晶体中沿任意方向的传播行为.最后，以石英晶体为例,通过对出射光波的偏振态分析，研究了波矢失配对旋光效应的影响.
2007, 56 (8): 4622-4626.
doi: 10.7498/aps.56.4622
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提出一种主放大池与修整放大池相结合的双布里渊放大池放大控制脉冲波形的新方法.在主放大池中，通过调节抽运光与种子光的延迟时间，完成对脉冲波形的整体控制；而在修整放大池中，通过调节双池间距，完成对脉冲波形、尤其是对脉冲前沿的微调.实验研究了双池间距对脉冲波形的影响，得到脉冲波形随双池间距的变化规律.结果表明：相遇时间及双池间距是控制脉冲波形最重要的参数.此双布里渊放大池系统可以方便地控制脉冲波形，尤其可以微调脉冲前沿.
2007, 56 (8): 4627-4634.
doi: 10.7498/aps.56.4627
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分别用数值法和微扰法研究了考虑背景光时光伏暗空间孤子的自偏转特性.与亮孤子不同，暗孤子光束中心的运动轨迹不为抛物线.在归一化的直角坐标系(ξ,ζ)中，暗孤子朝ξ>0的方向偏转；同时，暗孤子光束中心光强发生改变.通过调节晶体对信号光和背景光的有效光伏系数之比r或信号光光强可以控制它的自偏转.还用数值方法研究了灰空间孤子的自偏转特性，发现灰孤子光束自偏转特性依赖于横向初速度v.当v>0时，灰孤子光束朝ξ>0的方向
2007, 56 (8): 4635-4641.
doi: 10.7498/aps.56.4635
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对发散光束抽运的光参量啁啾脉冲放大器的增益带宽进行了系统的理论研究.采用空间傅里叶变换和四阶Runge-Kutta算法，分别模拟了非衍射极限情况下的高斯光束和空间频谱为矩形的发散光束作为抽运光时的增益曲线.结果表明：不管是在可见光或是在近红外光谱区，用发散光束均可以明显地改善光参量啁啾脉冲放大系统的增益带宽.选取合适的发散角和抽运光强，可以获得高增益、宽谱带的信号光输出.
2007, 56 (8): 4642-4647.
doi: 10.7498/aps.56.4642
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满足强非局域条件时，光束在非局域非线性介质的传输过程由Snyder-Mitchell模型描述.在旋转柱坐标系下求解了Snyder-Mitchell模型，得到涡旋光孤子的自相似旋转解析解.结果表明，涡旋光孤子解在径向是惠特克函数与幂函数的乘积，光束的光强呈环形分布，光束绕光束中心旋转.
2007, 56 (8): 4648-4652.
doi: 10.7498/aps.56.4648
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基于Ca2+掺杂铌酸锶钡晶体的透射特性,探讨了Ca2+在晶体中的电子行为机制，分析了Ca2+掺杂而引起的光致折射率变化特性.采用Michelson干涉装置测得了样品折射率随时间变化的特性曲线.实验结果分析表明，适当的Ca2+掺杂可以有效改善铌酸锶钡晶体的光折射特性.
2007, 56 (8): 4653-4656.
doi: 10.7498/aps.56.4653
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基于电磁场理论，推导了左右手系材料界面处发生全反射时的物理特性，分析了相位变化情况.提出利用左右手系材料构成周期性结构，观测全反射时介质中隐失波干涉的实验设想，并从理论上计算了干涉条纹的分布.
2007, 56 (8): 4657-4660.
doi: 10.7498/aps.56.4657
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利用麦克斯韦方程组研究了负介电常数材料和负磁导率材料组成的双层结构的透射特性.电磁波在跨越负介电常数材料层和负磁导率材料层的界面时，由边界条件导致了电磁场的大部分能量局域在界面上，形成特殊的界面模式.研究结果表明，当入射角满足某个特定条件时，这些界面模可以演变为共振隧穿模，导致共振透射的发生.这种输运特性可以实现带通滤波.
2007, 56 (8): 4661-4667.
doi: 10.7498/aps.56.4661
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理论和实验研究表明，开口谐振环(SRRs)中可以激励磁谐振从而实现负磁导率.通过在SRRs结构中引入与其开口边平行的金属短杆设计并制备了新的磁谐振单元，采用波导法系统研究了短杆对SRRs和左手材料的微波透射特性以及左手效应的影响.实验和数值模拟表明：金属短杆和SRRs开口边形成附加电容，导致SRRs开口电容增大从而引起谐振频率降低.随短杆长度l和短杆与SRRs间距d的增大，SRRs谐振频率也随之减小和增加.短杆的加入不影响SRRs的负磁导率特性，改变短杆与SRRs间距d<
2007, 56 (8): 4668-4676.
doi: 10.7498/aps.56.4668
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提出了一种新的高双折射光子晶体光纤结构.应用全矢量频域有限差分方法所做的数值分析表明：该结构光纤基模的两个正交偏振态不再简并，其模式呈现很强的线偏振特性,并且模式双折射与结构参数设置有密切关系.通过选择合适的结构参数，可以使之达到10-2量级，比传统的D型和熊猫型保偏光纤高出2个数量级.合理设计光纤包层的几何结构，可以取得理想的色散效果.这种结构的光子晶体光纤可用于制作具有适当色散特性或偏振特性的保偏光纤及相关光纤器件.
2007, 56 (8): 4677-4685.
doi: 10.7498/aps.56.4677
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研究了一种新型光纤环镜(FLM)的原理与特性，这种FLM由在普通光纤环镜中插入光纤型偏振控制器(PC)构成.通过等效光路分析建立了该FLM的理论模型，并对其反射特性进行了数值模拟.研究表明，通过改变PC的状态，即改变其双折射效应的快轴取向或强度，可连续调节FLM的反射率，反射率谱具有宽带特性，主要受光纤耦合器工作带宽的影响.此外，对FLM的反射特性还进行了实验研究.实验结果也证实，通过调节PC状态，FLM反射率可在其最大和最小值之间连续调节，实验测得FLM最大和最小反射率分别可达93%和2%.根据PC双折
2007, 56 (8): 4686-4693.
doi: 10.7498/aps.56.4686
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数值研究了基于半导体激光器的混沌通信系统中构成混沌同步的接收半导体激光器对高频信号的滤波特性.分析了闭环结构的接收机对不同频率、不同幅度的加载信号的提取能力.研究发现，混沌保密通信系统对传输信号的提取能力与信号的频率有关.当信号频率较低时，闭环结构的接收机对信号的滤波效果较好；当信号频率接近半导体激光器的弛豫振荡频率时，接收机的滤波效果较差.分析结果同时表明，混沌保密通信系统中接收机对传输信号的提取质量不仅与实现混沌同步的两激光器的同步质量有关，而且依赖于传输信号的幅度.
2007, 56 (8): 4694-4699.
doi: 10.7498/aps.56.4694
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采用基于超元胞的平面波展开法，计算了由水银(水)正四棱柱体按正方格子排列于水(水银)基体中所组成的两种声子晶体的能带结构.通过改变两相邻的柱体底面边长之比来改变声子晶体的平移群对称性.结果发现，改变相邻柱体的底面边长之比，具有很好的调节声学带隙的作用.研究表明，声子晶体的平移群对称性对于其带隙的形成具有重要影响,同时还表明,超元胞方法也是研究声子晶体平移群对称性影响声子带隙形成的一种有效方法.
2007, 56 (8): 4700-4707.
doi: 10.7498/aps.56.4700
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利用散射矩阵法分析了单个球状空腔在黏弹性橡胶中的Mie散射特性以及振动模式.以此为基础，利用多重散射法分析了不同背衬条件下，含有单层周期球状空腔的橡胶覆盖层(厚度为8mm)的消声性能.结果表明，单个球腔的径向共振对覆盖层的低频消声性能有重要贡献，覆盖薄层在共振区具有良好的消声性能.最后，设计了双层消声覆盖层(厚度为20mm)，有效拓展了消声带宽.
2007, 56 (8): 4708-4712.
doi: 10.7498/aps.56.4708
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物体由重力驱动在颗粒介质中的运动过程，从动力学上可以用等效重力、颗粒床的黏性阻力及静压阻力来描述.通过求解此动力学模型，找到了一个能够控制颗粒系统处于不同阻尼状态的参量Γ，Γ的表达式直接反映了黏性阻力项和静压阻力项的竞争.这种竞争使得颗粒介质能够处于不同阻尼状态，表现出不同的表观阻力行为.根据理论分析结果设计实验，实现了对颗粒介质体系阻尼状态的调节，验证了理论模型给出的运动物体在颗粒介质中受到的阻力形式.
2007, 56 (8): 4713-4721.
doi: 10.7498/aps.56.4713
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采用铝塑板技术和复写纸技术相结合，当球形颗粒堆积体在不同的六角密排情况下受集中力作用时，对堆积体底面力的分布情况进行了定量的实验研究.结果表明：在所有排列情形下都存在明显的拱效应，且在堆积体的每一水平层面上力的分布都具有120°对称性.证实了颗粒排列形式对力的传递有很大影响.发现在纯六角密排排列时，底部颗粒的受力最为平均，单个颗粒受力的最大值在所有排列中为最小.还发现了非主力链的“聚焦”现象.对实验结果做出了理论解释.
2007, 56 (8): 4722-4727.
doi: 10.7498/aps.56.4722
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自然界中许多昆虫通过分泌一层油性液体薄膜实现其爪垫表皮和光滑壁面之间粘附和解粘附,从而实现在光滑壁布的快速爬行.为了提示昆虫爪垫与光滑壁面间微量液体薄膜对生物粘着的意义,基于自行研制的粘着接触实验仪,采用微量的[emim[Tf2N]离子液体和聚α烯烃油,观测其受限在纳米级光滑钢球表面与玻璃表面之间的接触行为以及法向粘着力.实验发现,临界体积(10-12—10-9L)范围内的受限液滴达到临界厚度（小于2μm）后会出现自动铺展和瞬时收缩行为，并同时提供幅值稳定且数值
2007, 56 (8): 4728-4732.
doi: 10.7498/aps.56.4728
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利用实验方法研究了粗糙度对矩形截面微管道内液体流动阻力特性的影响，采用微观粒子图像测速技术测量了粗糙微管道内的流场结构.实验结果表明：在层流状态下，3%—7%的相对粗糙度可以导致微管道内流动阻力的明显增加，在粗糙单元附近形成的压差阻力是导致流动阻力增加的主要原因.粗糙单元还会引起微管道内的流动失稳，导致粗糙微管道内层流向湍流的转捩提前.
2007, 56 (8): 4733-4741.
doi: 10.7498/aps.56.4733
摘要 +
以小振幅波理论为基础，利用摄动方法研究了有背景流场存在时密度三层成层状态下的界面内波，得到了各层流体速度势的二阶渐近解及界面内波波面位移的二阶Stokes波解，并讨论了界面波的Kelvin-Helmholtz不稳定性.结果表明：有流存在的情况下三层密度成层流体界面内波的一阶渐近解(线性波解)、频散关系及二阶渐近解不仅依赖于各层流体的厚度和密度，也依赖于各层流体的背景流场；界面内波波面位移的二阶Stokes波解不仅描述了界面波之间的二阶非线性相互作用，也描述了背景流与界面波之间的二阶非线性相互作用；当每层流
2007, 56 (8): 4742-4748.
doi: 10.7498/aps.56.4742
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在双组分混合流体的Rayleigh-Bénard对流系统中，数值模拟获得了周期性时空位错缺陷调谐的扩展行进波对流状态.研究了该状态的时空演化特性.结果表明，Eckhaus不稳定触发的对流涡卷对的产生是调谐的起源，对流涡卷在边界处生成与湮没频率的不同，又使系统返回不稳定区域，系统在稳定与不稳定的波数之间振荡.还探讨了一个周期内传热与混合特性的改变及其控制参数的变化规律.
流体、等离子体和放电
2007, 56 (8): 4749-4761.
doi: 10.7498/aps.56.4749
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应用一维相对论电磁粒子模拟程序，研究了线性极化强激光入射到无碰撞密度均匀的次临界密度等离子体中所引起的受激陷俘电子声波散射不稳定性过程.不稳定性的早期行为与是否考虑离子动力学效应无关.当考虑离子动力学效应之后会激发一个随时间增长的离子声波，并且最终由于大振幅电磁孤立子的产生而中断.由于电磁孤立子内的静电场与电磁场所产生的离子加速与俘获效应，导致一个离子涡旋在离子相空间中形成；当电磁孤立子向后加速过程中，若干个离子涡旋结构随之形成.研究发现，离子涡旋结构同样存在于密度不均匀的次临界密度等离子体中.从拓扑的观
2007, 56 (8): 4762-4770.
doi: 10.7498/aps.56.4762
摘要 +
等离子体浸没离子注入(PIII)是用于材料表面改性的一种廉价高效、非视线的技术.采用等离子体粒子模型，通过假设电子密度服从Boltzmann分布，求解Poisson方程和Newton方程，跟踪离子在等离子体鞘层中的运动形态及特性并进行统计分析，研究了不同上升速率和形状的6种波形上升沿对鞘层时空演化、离子注入能量和剂量的影响.结果表明，在PIII过程中，脉冲上升沿影响了等离子体鞘层的扩展，且不同波形诱导的鞘层厚度间存在最大差值.电场强度在鞘层的外边缘区域存在陡降区，离子的运动为非匀加速过程.可以通过调整脉冲
2007, 56 (8): 4771-4777.
doi: 10.7498/aps.56.4771
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超声分子束注入深度与加料效率是分子束加料研究中的基本课题.在近期开展的超声分子束注入实验中，发现分子束注入深度与等离子体电子温度和密度、分子束源的气压和温度有直接关系，获得了分子束注入深度的定标律.在低温气体源(液氮冷却)的分子束注入实验中，发现分子束流中形成了团簇，其注入深度超过30 cm，分析了在低温气源分子束注入实验中的团簇现象.
2007, 56 (8): 4778-4784.
doi: 10.7498/aps.56.4778
摘要 +
采用电磁场数值计算的时域有限差分法，对用于产生等离子体的对称结构激励器系统进行了电场仿真，并对等离子体流动控制机理进行了分析.得出了与理论分析一致的用于蠕动加速的对称等离子体激励器的电场分布.这对于提高蠕动加速速度和激励器的结构优化具有一定的意义.
凝聚物质：结构、热学和力学性质
2007, 56 (8): 4785-4790.
doi: 10.7498/aps.56.4785
摘要 +
根据有机半导体中的电流自旋极化注入和输运实验现象，理论上研究了铁磁/有机半导体/铁磁系统的电流自旋极化性质.考虑到有机半导体的具体特性，从自旋扩散理论和欧姆定律出发，得到了系统的电流自旋极化率.假设自旋极化子和不带自旋的双极化子为有机半导体中的载流子.通过计算发现，极化子为实现有机半导体中电流极化注入和输运的有效自旋载流子，即使它只占总载流子很少一部分.还进一步研究了自旋相关界面电阻和电导率匹配以及有机半导体长度等因素对系统电流自旋极化的影响.
2007, 56 (8): 4791-4797.
doi: 10.7498/aps.56.4791
摘要 +
用van der Waals等效单组分流体模型和Ross硬球微扰理论软球修正模型，计算爆轰气相产物的状态方程；用石墨相、金刚石相、类石墨液相和类金刚石液相４种相态描述凝聚成分，由Gibbs自由能最小确定不同状态下的凝聚产物相态.对爆轰产物混合系统采用Gibbs自由能最小原理，通过化学平衡方程组求解炸药爆轰产物系统的平衡组分，计算结果与Becker-Kistiakowsky-Wilson (BKW)和Lennard-Jones-Devonshire结果相近.使用该理论对炸药的爆轰参数做了预言，与BKW，Jo
2007, 56 (8): 4798-4803.
doi: 10.7498/aps.56.4798
摘要 +
用熔融共混法制备了不同组分的聚苯乙烯(PS)与聚氧化乙烯(PEO)共混物(PS/PEO).在玻璃转变温度Tg及其以上温区,利用相对能量耗散技术研究了该共混物的动力学行为.结果发现,在能量耗散-温度曲线上出现了两个弛豫型的耗散峰(α峰和α′峰).分析表明,α峰是与PS玻璃转变有关的特征耗散峰; α′峰则对应于一种“液-液转变”.两者的弛豫时间τ都不满足Arrhenius关系.此外,还研究了组分对这两个弛豫型耗散峰的影响,并给予了定性的解释.
2007, 56 (8): 4804-4809.
doi: 10.7498/aps.56.4804
摘要 +
研究了深过冷条件下三元Ni80Cu10Co10合金的快速枝晶生长, 采用电磁悬浮无容器处理方法获得了335 K(0.2TL)的最大过冷度. X射线衍射分析与差示扫描量热分析均表明,凝固组织为α-Ni单相固溶体. 随过冷度增大, 凝固组织显著细化, 并且当过冷度达110 K时，凝固组织的形态由粗大形枝晶转变为等轴晶. 深过冷条件下溶质截留效应增强, 使得微观偏析程度减小. 对不同过冷度下合金枝晶的生长速度进
2007, 56 (8): 4810-4816.
doi: 10.7498/aps.56.4810
摘要 +
用分子动力学方法研究了N,O,Si,P,S等5种杂质对扶手椅型(5，5)和锯齿型(9，0)单壁碳纳米管杨氏模量的影响.结果表明：直径为0.678和0.704 nm的扶手椅型(5，5)和锯齿型(9，0)碳纳米管在无掺杂时其杨氏模量分别为948和804 GPa.在掺杂浓度10％以下，碳纳米管的拉伸杨氏模量均随掺杂浓度增加近似呈线性下降规律，下降率以Si掺杂最大，N掺杂最小.对与C同周期的元素掺杂，随原子序数增加碳纳米管的杨氏模量下降率增大；与C不同周期的元素掺杂，碳纳米管的杨氏模量随掺杂浓度增加下降率更大，但
2007, 56 (8): 4817-4822.
doi: 10.7498/aps.56.4817
摘要 +
根据局域密度近似下的密度泛函理论，用第一性原理方法对TiS2，LiTiS2和LixTiS2(x=1/4, 1/3, 1/2, 2/3, 3/4)有序系统进行了几何优化和总能量计算.将计算结果与已有的实验和理论结果进行了对比，得到的归一化结构参量增量Δa0和Δc0随离子浓度单调地增加，与实验结果符合较好.Li
2007, 56 (8): 4823-4828.
doi: 10.7498/aps.56.4823
摘要 +
采用开管式Al乳胶源涂布与气相Ga相结合的技术,实现了镓铝双质在n型Si中的均匀掺杂,得到了p型半导体.研究了镓铝双质掺杂的方法及其与器件性能的关系,并讨论了机理.利用扩展电阻法、四探针和晶闸管测试仪等手段,测试了镓铝扩散Si片的杂质分布规律、薄层电阻RS及快速晶闸管的多项参数.利用该技术制造的快速晶闸管的关断时间toff为31.2—38.6 μs,开通时间ton为4.6—5.9 μs,通态峰值压降
2007, 56 (8): 4829-4833.
doi: 10.7498/aps.56.4829
摘要 +
用双离子(40Ar+，C2H+6)辐照实验完成了从多壁碳纳米管向金刚石纳米晶颗粒的转变.对转变机理进行了初步探讨.这一探索有望能成为一种金刚石纳米晶合成的新途径.由此可知，多重荷能离子辐照用于其他材料纳米结构的制备也不是凭空设想.
2007, 56 (8): 4834-4840.
doi: 10.7498/aps.56.4834
摘要 +
使用等离子体增强化学气相沉积系统，在射频和直流负偏压的双重激励下制备了本征和掺杂后的氢化硅薄膜.利用拉曼谱对薄膜进行了微结构分析，用纳米压痕系统研究了薄膜的介观力学行为.研究表明：制备于玻璃衬底上的氢化硅薄膜，由于存在非晶态的过渡缓冲层，弹性模量小于相应的制备于单晶硅衬底的薄膜.对于掺杂的氢化硅薄膜，由于磷的掺入使得薄膜晶粒细化、有序度提高，薄膜的晶态比一般在40％以上.而硼的掺入，薄膜晶态比减小，一般低于40％.同时发现，掺磷、本征和掺硼的氢化硅薄膜分别在晶态比为45％，30％和15％左右处，弹性模量较
2007, 56 (8): 4841-4846.
doi: 10.7498/aps.56.4841
摘要 +
基于各向异性弹性理论的有限元方法，研究了金字塔形自组织Ge/Si半导体量子点应变能随高宽比变化的规律：系统的应变能随着高宽比的增大而逐渐减小.并通过自由能(应变能与表面能之和)讨论了量子点的平衡形态.结果表明，对于固定体积的量子点，存在一个高宽比值，称之为平衡高宽比，使得系统的自由能最低.同时，还给出了量子点的应力、应变、流体静应变及双轴应变分布.这些可以作为阐明应变自组织量子点实验的理论基础.
2007, 56 (8): 4847-4855.
doi: 10.7498/aps.56.4847
摘要 +
利用基于密度泛函理论平面波赝势法的第一性原理计算, 研究了过渡金属化合物OsB2和OsO2的金红石相、黄铁矿相与萤石相三种结构在高压下的状态方程和结构特性以及OsO2可能的高压相变.理论计算结果支持OsB2与OsO2的萤石相是潜在超低可压缩性的硬性材料.同时，也分析了它们的电子结构，力求理解大体变模量和高硬度的微观机制.结果表明，可以利用过渡金属高的价电子浓度，掺入硼、氧、碳、氮等轻的元素形成强的
2007, 56 (8): 4856-4863.
doi: 10.7498/aps.56.4856
摘要 +
The energy levels of a polaron in a wurtzite nitride finite parabolic quantum well (PQW)are studied by a modified Lee-Low-Pines variational method. The ground state of the polaron, the transition energy from first exited state to the ground state and the
2007, 56 (8): 4864-4871.
doi: 10.7498/aps.56.4864
摘要 +
引入界面接触角，考虑表面张力对气泡形貌的影响，以熔体中均质形核、夹杂物的平表面上异质形核和圆锥形凹坑内异质形核三种典型模型对气泡形核机理进行理论研究.研究发现，三种形核模型下具有相等的微米量级的气泡临界形核半径，并随气压的增大而减小.结果表明，用以制备藕状规则多孔金属的Gasar工艺中能够形成的最小气孔的直径为微米量级(0.1—1.0 MPa气压).在圆锥形凹坑内异质形核时存在最佳圆锥顶角(对应最小气泡体积)，其值与气压无关，只随接触角的增大而增大.在接触角处于90°—180°范围内，最佳圆锥顶角下圆锥形
2007, 56 (8): 4872-4876.
doi: 10.7498/aps.56.4872
摘要 +
用射频磁控溅射法在蓝宝石(0001)衬底上制备出锑掺杂的氧化锡(SnO2:Sb)薄膜.对制备薄膜的结构和发光性质进行了研究.制备样品为多晶薄膜，具有纯SnO2的四方金红石结构.室温条件下对样品进行光致发光测量，在334 nm附近观测到紫外发射峰，并对SnO2:Sb的光致发光机制进行了研究.
凝聚物质：电子结构、电学、磁学和光学性质
2007, 56 (8): 4877-4883.
doi: 10.7498/aps.56.4877
摘要 +
应用基于密度泛函理论的赝势-平面波方法研究了Nb2H的电子结构和H原子占据点之间的关系.计算结果表明：由4个Nb近邻构成的四面体中心点(T点)为H的稳定俘获点，而由6个Nb近邻构成的八面体中心点(O点)则为相互作用势的极大值点，是不稳定点.相邻T点间存在低能量通道，具有鞍点(S点)结构.在T点及近邻低能通道上,H的1s能级展宽较弱，Nb的4d, 5s 带部分向下延展，与H带杂化后形成孤立带.当H由T向
2007, 56 (8): 4884-4890.
doi: 10.7498/aps.56.4884
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以1,4-二硫酚(DTB)分子为研究对象，利用第一性原理计算方法和非平衡格林函数理论，研究了分子的位置取向对分子电子结构以及分子结电输运性质的影响.计算结果表明，分子位置取向的改变会影响分子的电子结构，从而影响分子体系的电输运特性，扩展分子的平衡态不是电子输运的最佳状态，适当调节分子的位置取向可以提高分子的电输运特性.
2007, 56 (8): 4891-4895.
doi: 10.7498/aps.56.4891
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基于第一性原理全势线性缀加平面波方法和局域密度近似(LDA)，对ReSi1.75的基态晶格属性进行了研究. 结构优化的结果表明，ReSi1.75的基态平衡晶格常数比实验值小约0.6%. 在LDA计算基础上，考虑局域的Re的d电子库仑作用，用LDA+U方法计算了ReSi1.75的电子结构，发现当Ueff=U-J=4.4eV时，能带结构呈半导体性质. 具有0.12eV
2007, 56 (8): 4896-4900.
doi: 10.7498/aps.56.4896
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用金属离子注入方法在锐钛矿TiO2薄膜中掺杂了V+，采用全势线性缀加平面波方法计算了锐钛矿TiO2及V+掺杂TiO2超原胞的电子结构，通过紫外-可见吸收光谱测试方法检测了注入不同剂量的V+对TiO2薄膜吸收光谱的影响.理论计算和实验结果表明，锐钛矿TiO2薄注入V+后，带隙宽度变小，吸收光谱发生红移，并且TiO
2007, 56 (8): 4901-4907.
doi: 10.7498/aps.56.4901
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建立了圆柱状量子点量子导线复合系统中激子满足的方程，用微扰论求出激子能量.以CdS/HgS/CdS/HgS/CdS圆柱状量子点量子导线复合系统为例，研究了系统中电子的概率分布和系统线度对激子能量的影响.结果表明：系统中电子、空穴以及激子的能量均随量子点高度h0的增大而减小，电子-空穴相互作用对基态激子能量的影响要大于激发态；电子沿径向方向的概率分布呈起伏状，在轴线和表面附近的概率趋于零，而在R/2附近概率最大；在量子点附近电子沿轴向方向的概率分布呈振荡特征
2007, 56 (8): 4908-4913.
doi: 10.7498/aps.56.4908
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用固相反应法制备系列Nd0.67Sr0.33MnOy(y = 3.00—2.80)多晶样品.样品输运性质表现出自旋相关电致电阻特征.对氧含量等于化学计量样品，在测量温度范围内电阻不随负载电流变化，I-V曲线符合线性欧姆定律.对氧含量低于化学计量样品，当高于某一特征温度时，电阻变化符合线性欧姆定律；但低于这一特征温度时，电阻大小与负载电流有关，I-V曲线偏离线
2007, 56 (8): 4914-4919.
doi: 10.7498/aps.56.4914
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采用射频反应溅射法在玻璃衬底上制备Zn3N2薄膜，然后向真空室中通入纯氧气进行热氧化制备ZnO薄膜.利用X射线衍射、扫描电子显微镜、霍尔效应测量、透射光谱和光致发光光谱等表征技术，研究了氧化温度和氧化时间对ZnO薄膜的结晶质量、电学性质和光学性能的影响.研究结果显示，450 ℃ 下氧化2 h后的样品中除含有ZnO外，还有Zn3N2成分，500 ℃下氧化2 h可以制备出电阻率为0.7 Ωcm，空穴载流子浓度为10
2007, 56 (8): 4920-4923.
doi: 10.7498/aps.56.4920
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用直流磁控溅射法在(100)LaAlO3衬底上制备了La0.9Sr0.1MnO3薄膜.经退火处理后薄膜的原子力显微镜形貌观测和X射线衍射分析显示具有比较好的质量.电阻率-温度关系表明La0.9Sr0.1MnO3薄膜在281 K处发生金属绝缘体转变.电流在0.01—4 mA范围内，薄膜的峰值电阻率随电流增大而减小，在4 mA下获得了30.5%的峰值电阻率变
2007, 56 (8): 4924-4929.
doi: 10.7498/aps.56.4924
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利用粒子数运动方程和量子回归理论，计算了单个半导体量子点双激子体系脉冲激发下粒子在各能级间辐射跃迁的二阶交叉相关函数以及系统发射光子对的偏振密度矩阵.分析了激子态能级简并量子点体系发射光子对偏振纠缠特性，讨论了纠缠度随激子态间自旋弛豫的变化关系.研究表明，激子自旋弛豫会破坏该系统发射光子对的纠缠度.
2007, 56 (8): 4930-4935.
doi: 10.7498/aps.56.4930
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用高能离子注入(160keV)的方法对InAs/GaAs量子点结构进行掺杂，研究了不同退火工艺处理后量子点的光致发光和电学性能.相对于长时间退火，快速退火处理后的量子点发光通常较强.在相同的退火条件下，量子点发光峰位随着Mn注入剂量的增加，先是往高能量端快速移动，而后发光峰又往低能方向移动.后者可能是由于Mn原子进入InAs量子点，释放了InAs量子点中的应变所致.对于高注入剂量样品和长时间退火样品，变温电阻曲线在40 K附近会出现反常行为.
2007, 56 (8): 4936-4942.
doi: 10.7498/aps.56.4936
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利用同步辐射光电子能谱实验技术考察了苯并咪唑苝(BZP)和Ag的界面形成过程与电子结构.单层覆盖度以下时，BZP分子与Ag有弱相互作用，在有机分子禁带中出现明显界面反应态，结合能位于0.9eV.单层铺满后，BZP分子呈现三维岛式生长，且与Ag的相互作用逐渐减弱，同时最高占据分子轨道由于终态效应逐渐向高结合能方向位移至体相结合能位置(2.3eV). Ag衬底上BZP分子的生长导致样品表面功函数减小，表明形成了表面偶极势(Δ=0.3eV)，且电子从有机分子向金属Ag偏移.最后，考察了BZP/Ag
2007, 56 (8): 4943-4949.
doi: 10.7498/aps.56.4943
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研究了NiSi金属栅的各种电学特性及其热稳定性，提出一个物理模型用于解释当形成温度大于500 ℃时NiSi功函数随退火温度升高而增大的现象.测量了不同退火温度形成的NiSi材料的方块电阻，当退火温度大于400 ℃时，方块电阻达到最小，并在400—600 ℃范围内稳定.比较各种温度下形成的NiSi材料X射线衍射谱的变化，说明温度在400—600 ℃范围内NiSi相为最主要的成分.制备了以NiSi为金属栅的金属氧化物半导体电容.通过等效氧化层电荷密度及击穿电场Ebd的分布研
2007, 56 (8): 4950-4954.
doi: 10.7498/aps.56.4950
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采用分子束外延的方法在BaF2(111)衬底上制备出了高质量的Pb1-xMnxSe(0≤x≤0.0681)薄膜.X射线衍射结果表明，Pb1-xMnxSe薄膜为立方相NaCl型结构，没有观察到MnSe相分离现象，薄膜的取向为平行于衬底(111)晶面.晶格常数随着Mn含量的增加逐渐减小，Mn含量由Vegard公式得到.通
2007, 56 (8): 4955-4959.
doi: 10.7498/aps.56.4955
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用Shubnikov-de Haas(SdH)振荡效应，研究了在1.4 K下不同量子阱宽度(10—35 nm)的InP基高电子迁移率晶体管材料的二维电子气特性.通过对纵向电阻SdH振荡的快速傅里叶变换分析，得到不同阱宽时量子阱中二维电子气各子带电子浓度和量子迁移率.研究发现，在Si掺杂浓度一定时，阱宽的改变对于量子阱中总的载流子浓度改变不大，但是随着阱宽的增加，阱中的电子从占据一个子带到占据两个子带，且第二子带上的载流子迁移率远大于第一子带迁移率.当量子阱宽度为20 nm时，处在第二子能级上的电子数与处在
2007, 56 (8): 4960-4964.
doi: 10.7498/aps.56.4960
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应用线性响应的线性糕模轨道方法计算AlB2型结构的新超导体CaAlSi的电子能带、声子谱及电子-声子耦合常数，并讨论了它们的超导电性.通过比较两种结构模型的计算结果可以看出：若CaAlSi中Al，Si原子沿c轴方向以—Al—Al—Al—(或—Si—Si—Si—) 排列，低频B1g模式的声子频率沿A-L方向出现虚频, 使得这种结构处于不稳定状态，电子-声子耦合表现异常增大；若Al，Si原子沿c轴
2007, 56 (8): 4965-4970.
doi: 10.7498/aps.56.4965
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在二级轻气炮上，用高速电子相机扫描照相技术和改进的Mallory实验装置，对z切LiF，Al2O3(蓝宝石)和LiTaO3单晶材料的冲击透光性进行了对比测量，并用黑密度计提取出动态图像定量化的光强对比度变化曲线.结果表明，LiF单晶在102 GPa压强下能够保持长时间的初始透光性不变，与公认的LiF具有优良的高压下透明性的认识一致.LiTaO3单晶在实验压力(139GPa)下变成基本不透明.而Al
2007, 56 (8): 4971-4976.
doi: 10.7498/aps.56.4971
摘要 +
制备了Er3+及Er3+/Yb3+共掺铋酸盐玻璃，测试了样品的吸收光谱、荧光光谱.应用Judd-Oflet理论计算了Er3+在铋酸盐玻璃中的光谱强度参数，分别为Ω2=(5.47—2.92)×10-20cm2，Ω4=(2.16—1.22)×10-20cm2,
2007, 56 (8): 4977-4982.
doi: 10.7498/aps.56.4977
摘要 +
制备了GaN基绿光发光二极管.利用耦合法求解了在自发极化和压电极化效应影响下的GaN/InGaN量子阱的极化电场强度.考虑载流子在量子阱间的不均匀分布，模拟计算了系统的一维薛定谔方程、稳态速率方程和泊松方程，得到了载流子在各个阱间的分布比值和辐射复合速率.同时还得到了不同电流下电致发光(EL)谱的峰值波长、谱峰半高宽及EL谱强度的变化情况.发现当测试电流由10 mA 增加到70 mA时，理论结果与实验结果能很好符合.
物理学交叉学科及有关科学技术领域
2007, 56 (8): 4983-4988.
doi: 10.7498/aps.56.4983
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用熔融法结合放电等离子烧结方法合成了Zn掺杂单相p型Ge基Ⅰ型笼合物Ba8Ga16ZnxGe30-x(x=3, 4, 5, 6)，探索Zn取代Ge对其热电性能的影响规律，结果表明：所制备的Ba8Ga16ZnxGe30-x化合物为p型传导，随Zn取代量x
2007, 56 (8): 4989-4993.
doi: 10.7498/aps.56.4989
摘要 +
对衍射增强计算机断层技术进行了分析研究，提出了一种新方法.应用该方法只需在摇摆曲线一点处对物体进行360°范围内旋转投影成像，即可获得物体的折射率梯度分布以及吸收系数与散射系数和分布.该方法较以前的方法，大大简化了实验步骤.
2007, 56 (8): 4994-5002.
doi: 10.7498/aps.56.4994
摘要 +
用分子动力学模拟方法研究甲烷水合物热激法分解，系统地研究注入340 K液态水的结构Ⅰ型甲烷水合物的分解机理.模拟显示水合物表层水分子与高温液态水分子接触获得热能，分子运动激烈，摆脱水分子间的氢键束缚，笼状结构被破坏.甲烷分子获得热能从笼中挣脱，向外体系扩散.热能通过分子碰撞从外层传递给内层水分子，水合物逐层分解.对比注入277K液态水体系模拟结果，得出热激法促进水合物分解.
2007, 56 (8): 5003-5008.
doi: 10.7498/aps.56.5003
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研究了不同溶剂对2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1，4-对苯撑乙烯(MEH-PPV): N,N′-二(1-乙基丙基)-3，4，9，10-苝四羧酸二亚酰胺(EP-PTC)复合膜的形貌及其对以MEH-PPV: EP-PTC复合膜为活性层的太阳电池性能的影响.结果表明：非芳香性溶剂不利于MEH-PPV与EP-PTC的相容，MEH-PPV与EP-PTC两相间形成微米尺寸(0.5—5 μm)的相分离，因而以MEH-PPV: EP-PTC复合膜为活性层的太阳电池中的电荷分离效率较低，进而电池的能量转换效率较低.而
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2007, 56 (8): 5009-5012.
doi: 10.7498/aps.56.5009
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分别在苏打石灰玻璃、Mo箔、无择优取向的Mo薄膜以及(110)择优取向的Mo薄膜四种不同衬底上，采用共蒸发工艺沉积约2 μm厚的Cu(In,Ga)Se2薄膜，用X射线衍射仪测量薄膜的织构，研究衬底对Cu(In,Ga)Se2薄膜织构的影响.在以上四种衬底上沉积的Cu(In,Ga)Se2薄膜的(112)衍射峰强度依次逐渐减弱，(220/204)衍射峰从无到有且强度逐渐增强.在苏打石灰玻璃和Mo箔衬底上的Cu(In,Ga)Se2
