Vol. 57, No. 9 (2008)
2008年05月05日
总论
2008, 57 (9): 5361-5365.
doi: 10.7498/aps.57.5361
摘要 +
以γ射线的能量与强度所构成的二维平面为论域，提出了关于γ射线能谱的二维模糊集合的概念，建立了γ射线能谱二维模糊集合隶属函数.提出和介绍了γ射线能谱指纹模糊识别的基本原理与方法.通过对γ能谱数据的归一化处理，实现了γ射线能谱指纹的类型识别和个体识别.通过引入识别增强因子，获得了较高的识别置信度.对模拟放射性物质的γ射线能谱指纹进行了识别研究，探讨了系统统计涨落以及探测距离变化对识别隶属度的影响.研究表明，γ射线能谱指纹模糊识别方法具有较强的类型识别能力和个体识别能力，可应用于核安全保障等领域.
2008, 57 (9): 5366-5368.
doi: 10.7498/aps.57.5366
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运用重合度理论探讨了一类非线性问题的周期解.然后将其应用于一个厄尔尼诺大气物理机理振荡，简捷地得到了该模型的周期解.
2008, 57 (9): 5369-5373.
doi: 10.7498/aps.57.5369
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研究Lagrange系统Lie点变换下的共形不变性与守恒量，给出Lagrange系统的共形不变性定义和确定方程，讨论系统共形不变性与Lie对称性的关系，得到在无限小单参数点变换群作用下系统共形不变性同时是Lie对称性的充要条件，导出系统相应的守恒量，并给出应用算例.
2008, 57 (9): 5374-5377.
doi: 10.7498/aps.57.5374
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研究Birkhoff系统的约化.首先，列出系统的运动微分方程及其循环积分；其次，构造Birkhoff系统的Routh函数组，利用循环积分约化Birkhoff系统的运动微分方程，并使约化后的动力学方程仍保持Birkhoff方程的形式；最后，举例说明结果的应用.
2008, 57 (9): 5378-5383.
doi: 10.7498/aps.57.5378
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针对Hamaker理论在工程实际中存在的问题，从物质结构出发分析晶体结构，发现晶体结构存在空隙，Hamaker连续介质假设不成立.为实现介质的连续性，根据物质结构理论，提出体心立方体和面心立方体的Wigner-Seitz密实拼构模型.通过分析双Wigner-Seitz模型同经典Lennard-Jones势，推导出Hamaker介质修正系数，对Hamaker可加性假设和均质材料假设进行了修正，同时修正了Hamaker提出的用连续方法计算微观物质间相互作用力的表达式，对斥力进行了分析，将微观连续介质的应用范围
2008, 57 (9): 5384-5389.
doi: 10.7498/aps.57.5384
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以改进的规范形理论为基础，采用强非线性振动问题的分析方法，拓展了原有弱非线性振动系统同宿分岔判据的适用范围.首先在复规范形求解过程中引入待定固有频率，计算了一类单自由度强非线性振动系统的周期解.然后分别依据系统的待定固有频率趋于零和周期轨道趋近于鞍点两条途径获得了强非线性振动条件下系统同宿分岔的解析判据.最后通过与原有解析结果和数值结果相比较验证了本文方法的有效性.
2008, 57 (9): 5390-5394.
doi: 10.7498/aps.57.5390
摘要 +
利用Hirota方法及Riemann theta函数得到了(2+1)维Boussinesq方程的新的周期解.在极限情况下，该周期解退化为孤子解.
2008, 57 (9): 5395-5399.
doi: 10.7498/aps.57.5395
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采用纠缠的度量方法Negativity研究了匀强磁场下自旋为1的含杂质三粒子Heisenberg XXX链的热纠缠特性.通过计算系统的杂质位与其余部分间的两体纠缠N1-23及正常位与其余部分间的两体纠缠N12-3，发现纠缠存在的临界温度Tc的改变来自杂质参数J1的变化，随杂质参数J1的增加而增加，外界磁场B<
2008, 57 (9): 5400-5406.
doi: 10.7498/aps.57.5400
摘要 +
利用数值计算和分析，研究了螺旋波失稳与重联概率p之间的关系.通过对基于FitzHugh-Nagumo神经元模型的小世界网络的计算和分析，发现螺旋波的小世界效应失稳具有全局性作用和失稳后再激发作用等特点，是不同于爱克豪斯(Eckhaus)失稳和多普勒(Doppler)失稳的又一种新的重要失稳方式.
2008, 57 (9): 5407-5412.
doi: 10.7498/aps.57.5407
摘要 +
给出了一个新的分数阶超混沌系统，利用严格数学理论实现了该分数阶超混沌系统的混沌同步，在同步过程中并未删除响应系统的非线性项，理论分析与仿真计算表明了同步方法的有效性.
2008, 57 (9): 5413-5418.
doi: 10.7498/aps.57.5413
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提出了一种基于鼠标轨迹的真随机数产生器，并对该类产生器的优缺点、总体设计和基本技术进行了研究.为了消除相同用户鼠标轨迹中存在的相似性，利用混沌系统的敏感性，分别采用图像加密算法和Hash函数两种方法对鼠标轨迹进行后处理.大量严格的测试和实验表明，改进的基于混沌Hash函数的真随机数产生器具有安全、快速、方便和廉价的优点，可以在个人电脑上实际使用.
2008, 57 (9): 5419-5424.
doi: 10.7498/aps.57.5419
摘要 +
模拟了虚拟社区网络的演化过程并研究其拓扑结构.发现虚拟社区网络在演化过程中，节点的加入、边的加入、网络中度分布、节点的度与其加入网络时间的关系、平均度随时间的变化等方面与传统的无标度网络有所不符.根据国内某论坛的实际网络数据统计与分析，提出了虚拟社区网络的演化机理——虚拟社区网络构造算法.仿真结果表明，模拟以互联网论坛为代表的虚拟社区网络时，该模型能够得到与真实网络相符的特性.
2008, 57 (9): 5425-5428.
doi: 10.7498/aps.57.5425
摘要 +
在Larmor公式的基础上建立了适合计算光电导天线辐射太赫兹波功率的数学模型，利用此数学模型通过蒙特卡罗方法分别计算了不同实验条件下GaAs光电导天线辐射太赫兹电磁波功率.计算结果表明，增加光电导天线的偏置电场或触发光能量，都能够提高天线辐射太赫兹波功率，大孔径光电导天线能够承载更多的光生载流子，因而可以产生比小孔径光电导天线功率更高的太赫兹波.
2008, 57 (9): 5429-5434.
doi: 10.7498/aps.57.5429
摘要 +
报道了一种新型二级6-8型大腔体静高压装置.该装置是以国产DS6×800T铰链式六面顶压机为构架，在其六面体压腔中直接放入二级6-8模(球分割)增压装置以产生10GPa以上的压力，还实验了不同规格的预密封边和不同密度的叶蜡石对压力产生效率的影响，在室温下用BiⅠ-Ⅱ(2.55GPa)，Ⅲ-Ⅴ(7.7GPa)和SnⅠ-Ⅱ(9.4GPa)在高压下的相变对14／8(8面体传压介质边长／8面体压腔边长)规格压腔进行了压力标定.实验结果表明，该系统可以在加载压力(油压)约为3×106N(～42
2008, 57 (9): 5435-5441.
doi: 10.7498/aps.57.5435
摘要 +
提出了一种用于高层大气风场探测的改型大光程差Sagnac干涉仪，论述了其基本原理和分光机理；分析了空间光线在改型大光程差Sagnac干涉仪中的传播路径；利用空间几何方法，通过分析空间直线与其投影之间的关系，给出了入射光线绕入射界面法线旋转360°范围内，从任意方向以任意角度入射时，改型大光程差Sagnac干涉仪的光程差及横向剪切量的精确表达式，较目前文献所报道的只给出入射面与纸平面平行时光程差与横向剪切量的计算具有更加普遍的指导意义.为改型大光程差Sagnac干涉仪的设计、研制提供了重要的理论依据和实践指
基本粒子物理学与场
2008, 57 (9): 5442-5447.
doi: 10.7498/aps.57.5442
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运用费曼微扰方法分别计算了在磁偶极场、电偶极场和均匀静电场及静磁场中光子转化成轴子的非极化微分截面.在电偶极场中，沿光子传播方向及其反方向上的非极化微分截面为零；而在磁偶极场中，在上述方向上通常则具有非零的微分截面,但当光子传播方向平行于磁场偶极距矢量时，该微分截面为零.在均匀的静磁场和均匀静电场中，只有在光子传播方向及其反方向上具有非零的微分截面，但后者小于前者.在轴子质量趋于零的极限条件下，上述过程和光子转化为引力子的过程表现出某些非常类似的性质.
核物理学
2008, 57 (9): 5448-5451.
doi: 10.7498/aps.57.5448
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基于n-p-e模型并考虑修正URCA过程中的质子分支,研究了强磁场对中子星核心区域修正URCA过程中微子产能率的影响.结果表明，强磁场使修正URCA过程的中微子产能率产生明显振荡；与中子分支相比，强磁场对质子分支中微子产能率的影响偏弱，但是它将提高总的中微子产能率.所得结论将有助于进一步研究中子星的冷却机理.
2008, 57 (9): 5452-5457.
doi: 10.7498/aps.57.5452
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对氡及其子体的长距离运移实验数据进行了分析，发现利用氦氡团簇解释氡的快速向上运移，α粒子的数量远远不够.如果假定氡有很强的从空气中吸附氦气的能力，从而获取足够的氦组成氦氡团簇垂直运移，则又与相关实验中加有氦气后氡及其子体向上、向下运移概率与自然状态相同的结论矛盾.提出氦氡团簇可能不是氡具有快速向上运移能力的主要原因，氡的快速向上运移能力可能另有更深层次的原因，有待进一步深入研究.
2008, 57 (9): 5458-5463.
doi: 10.7498/aps.57.5458
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对两对重离子中心碰撞系统40C+40Ca 和60Ca+40Ca以及112Sn+112Sn和124Sn+124Sn反应中就同位素标度参数α对于核子-核子碰撞截面的同位旋效应进行了研究.计算结果表明α对同位旋相关核子-核子碰撞截面σmedNN
原子和分子物理学
2008, 57 (9): 5464-5468.
doi: 10.7498/aps.57.5464
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在B3LYP/6-31G**理论水平对六氮杂苯并菲及其衍生物和苯并菲及其衍生物分子及分子离子进行结构优化和频率计算，得到稳定构型.在此基础上，计算二聚物的单电能随旋转角度的变化关系，得到能量最低点.根据电子转移的半经典模型研究这些化合物分子的电荷传输性质.计算结果表明，六氮杂苯并菲的正电荷传输速率最小，负电荷传输速率最大.巯基，羟基，烷氧基和氟基团的取代有利于正电荷传输，不利于负电荷传输.烷氧基的链长对电荷传输性质几乎无影响.
2008, 57 (9): 5469-5475.
doi: 10.7498/aps.57.5469
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利用Mathemtica语言开发了一套计算氦原子1sns组态能量的程序.提出了构造氦原子1sns组态波函数的新方法，利用Rayleigh-Ritz变分法对氦原子1sns(n=2—5)组态的非相对论能量进行了计算，并计算了其相对论修正值(包括质量修正、单体达尔文修正、双体达尔文修正、自旋-自旋接触相互作用修正、轨道-轨道相互作用修正)，计算结果与实验值相当接近.
2008, 57 (9): 5476-5484.
doi: 10.7498/aps.57.5476
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研究中通过建立和求解填充各向异性超常媒质的矩形波导TE模式和TM模式的波动方程和场分布方程，讨论了各向异性超常媒质矩形波导的有效介电常数、有效磁导率、相位常数以及传输系数与所填充超常媒质本构参数之间的变化关系.研究发现，填充了各向异性超常媒质的矩形波导的导波特性在截止频率之上的频率区域，其导波特性由所填充超常媒质的横向本构参数决定，而与超常媒质的纵向本构参数无关.但是，在截止频率之下的频率区域，该矩形波导的导波特性则由所填充超常媒质的横向本构参数和纵向本构参数共同决定.研究中通过典型的计算实例对所得到的结
2008, 57 (9): 5485-5490.
doi: 10.7498/aps.57.5485
摘要 +
介绍了横向尺寸为5 mm的大尺寸预准直狭缝前提下，铬原子束的一维多普勒激光准直实验，研究了激光功率和作用区域对铬原子束激光准直效果的影响.从激光驻波场中原子所受的力出发，利用适当步长的四阶Runge-Kutta算法对实验进行理论模拟.理论结果和通过Matlab程序读取的实验结果都表明在这种大尺寸的预准直狭缝前提下，经激光准直后的原子束的横向分布被压缩的同时，峰值也被大大提高.在作用区域一定时，随着激光功率的增加准直原子束的半高宽有减小的趋势，峰值有增大的趋势；激光功率一定时，随着作用区域的增加激光功率的增
2008, 57 (9): 5491-5499.
doi: 10.7498/aps.57.5491
摘要 +
基于第一性原理，用密度泛函理论中的广义梯度近似(generalized gradient approximation,GGA)方法，在充分考虑自旋多重度的前提下，优化并得到了Bn(n=6—12)和BnNi(n=6—12)团簇的平衡构型，按照能量最低原理确定其基态结构. Bn团簇的计算结果与已有的理论结果相一致. 当Ni原子掺杂在Bn团簇
编辑推荐
2008, 57 (9): 5500-5505.
doi: 10.7498/aps.57.5500
摘要 +
利用拉曼光谱和紫外—可见光漫反射吸收光谱研究了颗粒度为10—80 nm的钛酸锶纳米颗粒的界面层特性.研究发现，当样品颗粒度从80 nm减小至10 nm时，一阶极化TO2模的拉曼强度有显著增加，表明在样品边界层中存在由增强表面缺陷偶极子造成的微极化区.相反，一阶非极化TO3模的拉曼强度随颗粒度的减小而降低.同时，发现TO2和TO3模的频率随着颗粒度的减小而发生软化，表明Ti—O 键的键长随颗粒度减小而增加，与XRD观察到
唯象论的经典领域
2008, 57 (9): 5506-5512.
doi: 10.7498/aps.57.5506
摘要 +
基于动量守恒原理，采用2维时域有限差分方法(2D FDTD)建立了激光场对微米量级微球的作用力模型，讨论了入射高斯光场的波长、束腰半径、微球的折射率和半径等对聚焦光场俘获力的影响.结果表明：位于聚焦光场中特定位置的微球可被俘获，当离轴距离增加，俘获力减小.微球所受到的俘获力与微球的折射率有关，当小于环境折射率时(如汽泡)，不能形成俘获，而被推离光场.模拟结果与其他文献中报道的实验结果一致.
2008, 57 (9): 5513-5518.
doi: 10.7498/aps.57.5513
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将开口谐振环作为加载单元,分析了含有开口谐振环结构非辐射介质波导的新型传输特性.由于异向介质的双各向异性效应,纵剖面磁波型和纵剖面电波型在此新型非辐射介质波导中的传输速度能够减慢,甚至达到零速度.对于波导中的能量关系也进行了分析,研究表明,在一定情况下,慢波传输将引起功率流动的增强.这些特性使得此新型非辐射介质波导更能满足小型化的设计要求.
2008, 57 (9): 5519-5528.
doi: 10.7498/aps.57.5519
摘要 +
讨论了二维各向同性均匀随机介质中平面波的传播及其局域性.假设二维随机介质具有各向同性窄带高斯谱，运用随机泛函理论给出了二维介质中随机平面驻波的解析近似解及其幅度和相位的定量统计特性.计算结果证实了波在随机介质中传播时的局域性.将二维介质中的平面波和柱面波的传播特性作了对比.数值结果模拟了二维随机介质场及平面驻波，并验证了本文结果的正确性.
2008, 57 (9): 5529-5536.
doi: 10.7498/aps.57.5529
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基于矩量法、互易性定理及镜像理论，提出了一种新的混合方法用于研究水平分界面上方二维介质目标对垂直入射高斯波束的差值散射场.应用镜像理论，介质水平分界面可被原始目标相对于该分界面的镜像目标所替代，从而给出散射问题的等效模型.在等效模型中，应用矩量法求解了原始目标及镜像目标对高斯波束的散射场，同时结合互易性定理得到了原目标与其镜像目标之间的耦合散射场.数值计算结果与相关文献方法及MoM所得结果进行了比较，验证了该混合方法的有效性.
2008, 57 (9): 5537-5541.
doi: 10.7498/aps.57.5537
摘要 +
提出了电单负介质和磁单负介质组合填充矩形波导结构，通过理论分析和修正的3D-Drude-FDTD算法进行数值仿真，分析了电磁波在其中的传播特性.仿真结果表明，新结构波导中存在异于传统介质填充波导的亚波长导模，且传播常数基本不随频率的变化而变化，可以用于宽带微波器件和天线的设计.
2008, 57 (9): 5542-5549.
doi: 10.7498/aps.57.5542
摘要 +
对两束拓扑电荷m1,2=±1的平行、离轴平顶高斯涡旋光束在束腰面叠加形成的合成光涡旋及其在自由空间的传输做了研究.详细的数值计算和分析表明，合光涡旋的位置、数目和净拓扑电荷与光束的控制参数，包括相对位相，振幅比，束腰宽度比，相对离轴参数，光束阶数，以及传输距离有关，但拓扑电荷不总是守恒.
2008, 57 (9): 5550-5557.
doi: 10.7498/aps.57.5550
摘要 +
研究了二维随机介质中能量的空间分布和一些特定区域的频谱特性.结果显示介质中能量呈局域化分布，其分布与介质中颗粒的随机分布有关，还与激发光的波长有密切的关系，介质中能量聚集的区域和介质的准封闭区域有一定关系但并非一一对应.所考察的各准封闭区域的频谱均随时间变化，在同一激发光的激励下各准封闭区域的频谱均不相同，而同一区域在不同的激发光的激励下频谱也不相同.当激发波长与准封闭区域的结构参数偏差较大时，频谱中谱峰会出现此消彼涨的模式竞争现象，而且能量衰减得较快；而当激发波长与该结构参数较接近时，相应的频谱中存在一
2008, 57 (9): 5558-5564.
doi: 10.7498/aps.57.5558
摘要 +
详细研究了纳秒激光脉冲在K9玻璃内部产生损伤的形貌特点.整个损伤形貌是前端较大、后端逐渐减小，呈纺锤形.损伤区可分为四种类型的损伤形貌：损伤点轴向的丝状等离子通道、熔化区域、裂纹区域和裂纹末端的折射率变化区域.给出了激光脉冲能量在空间的沉积函数和冲击波膨胀压强的表达式，并根据压强的空间分布特点对相应的损伤形貌进行了分析，理论分析与实验结果相符.
2008, 57 (9): 5565-5570.
doi: 10.7498/aps.57.5565
摘要 +
根据太阳光的极化特性，提出了一种利用单波长太阳光遥感反演球形水凝物气溶胶光学厚度和有效半径的方法.根据矢量辐射传输理论，利用累加法，计算了λ=0.75μm(可见光)和3.3μm(近红外)两种波长太阳光入射时气溶胶的反射矩阵.气溶胶的有效半径为0.01—1.5μm，光学厚度为0.05—1.利用计算机模拟了反演过程，结果表明，当粒子的有效半径小于0.4μm时可以利用可见光波段进行反演；当粒子有效半径大于1.0μm时可以利用近红外波段反演；在0.4—1.0μm之间，利用这两个波段均可以得到精确性很
2008, 57 (9): 5571-5577.
doi: 10.7498/aps.57.5571
摘要 +
建立了光致变色二芳基乙烯样品光致各向异性动力学的理论模型.计算了在线偏振光激发下，二芳基乙烯分子数密度、光致二向色性和光致双折射随时间(曝光量)的动态变化曲线.结果表明，随着激发曝光量的增加，二芳基乙烯呈色态分子数密度不断下降直至饱和，光致各向异性随曝光量增加先增加，达到最大之后开始下降，最佳曝光量为260J/cm2.利用正交偏振检测方法测量了反映材料各向异性的探测光透过率动力学曲线，并与理论计算结果进行了比较，二者基本相符.
2008, 57 (9): 5578-5583.
doi: 10.7498/aps.57.5578
摘要 +
针对热像仪前置栅网后产生的伪图像，以经典光学理论为基础，利用光的波动性质分析了栅网的前置对热成像影响的衍射作用机理，并且对非单色光目标情况也做了研究分析，进而建立了基于该成像机理下的数学模型.结果表明，当代入实际状态时的各项参数并用MATLAB对该模型进行图像仿真后，所得仿真图像与实际当中的伪图像相比较，取得了很好的相似性，达到了模型对这种现象进行描述的预期目的，并提出了需要进一步研究的问题和关键技术.
2008, 57 (9): 5584-5588.
doi: 10.7498/aps.57.5584
摘要 +
考虑单个二能级原子穿过两个空间分离的单模腔场，研究原子质心运动的动能、腔长和腔间距对原子的光子辐射率的影响.结果表明，在原子的动能较小时，光子辐射率在双腔系统中出现多共振峰结构并且这种共振峰的数目随腔间距的增大而增加，此时原子在第一个腔中的光子辐射率普遍大于在第二个腔中的；在原子的动能较大时，原子在第一个腔中的光子辐射率与第二个腔中的光子辐射率呈交替变化.该结果说明，可以通过控制原子的速度而对原子的光子辐射率进行调控.
2008, 57 (9): 5589-5592.
doi: 10.7498/aps.57.5589
摘要 +
研究了二维囚禁离子与光场相互作用系统中几种基本量子逻辑门的实现方案.通过适当选取激光场与离子内部跃迁频率的失谐量，简化了系统的哈密顿量，并进一步推导出受控非门(C-NOT门)、交换门与相位门的实现方法.在此过程中，系统需满足Lamb-Dicke极限，并要求光场的Rabi振荡频率远远小于离子的振动频率.
2008, 57 (9): 5593-5599.
doi: 10.7498/aps.57.5593
摘要 +
提出了利用非相干光实现对量子态的时域高分辨率测量的新方法.以测量Autler-Townes效应为例，通过对信号解析表达式的详细讨论，阐述了利用这种方法测量量子态的物理过程，揭示出被测量的演化规律及测量过程对量子态的影响.研究结果表明利用这种方法既可以有效地、高分辨地测量很小的量子态能级间距和很大的原子能级间距，同时又可以测量相干量子态的横向弛豫速率.通过对时域和频域测量方法的比较表明利用非相干光对量子态的时域测量可以全面揭示量子态演化信息.
2008, 57 (9): 5600-5604.
doi: 10.7498/aps.57.5600
摘要 +
提出一种新的预报单光子源诱骗态量子密钥分发方案.在发端采用参量下变换产生纠缠光子对，其中之一用来进行预报探测，根据探测结果将另一路光脉冲分成两个集合，其中预报探测有响应的脉冲集合用作信号态，无响应的脉冲集合作为诱骗态.由于探测效率的问题，这两个集合都是有光子的，通过这两个集合的通过率和错误率估计出单光子的通过率和错误率.此方法不需要改变光强，简单可行.仿真结果表明：该方法可以达到完美单光子源的安全通信距离；与预报单光子源的量子密钥分发相比，密钥产生率有了很大的提高；和三强度预报单光子源诱骗态量子密钥分发的
2008, 57 (9): 5605-5611.
doi: 10.7498/aps.57.5605
摘要 +
提出了一种改进的基于时间和相位混合编码的量子密钥分发方案, 并进行了实验研究.在以BB84协议为基础的相位编码量子密钥分发系统上, 利用了系统中原来舍弃的脉冲进行时间编码, 使成码率提高为原方案的二倍. 系统同时获得时间编码密钥和相位编码密钥, 现在可以将两组密钥组合成新密钥, 提高了成码率和监测窃听灵敏度. 同时在系统的接收端用双FM反射式干涉仪代替传统的光纤M-Z干涉仪，提高了系统的稳定性. 实验上已实现90km光纤量子密钥分发, 实验表明本系统具有安全性高，稳定性好，成本低的优点.
2008, 57 (9): 5612-5619.
doi: 10.7498/aps.57.5612
摘要 +
利用全量子理论研究了量子微腔中运动原子的辐射压力. 从量子微腔与运动原子相互作用模型出发, 利用代数动力学方法对系统的哈密顿量进行规范变换, 推导出系统的时间演化算符和原子内态约化密度算符的表达式, 在此基础上给出辐射压力的解析解, 并讨论了驻波场和行波场中运动二能级原子和三能级原子的辐射压力， 数值结果与实验符合.
2008, 57 (9): 5620-5626.
doi: 10.7498/aps.57.5620
摘要 +
结合利用雪崩光电二极管(APD)进行红外单光子探测电路模型的工作原理和特点以及传输线瞬态电脉冲产生的过程，提出了将传输线瞬态过程脉冲发生电路模型用于APD雪崩抑制的一种新方法，该方法可以实现利用APD门模工作方式进行红外单光子探测的过程.主要从理论上计算了红外单光子信号入射APD时，传输线脉冲发生电路模型中负载电阻输出电脉冲的特点，讨论了传输线终端不同边界条件对输出电脉冲的影响，通过理论计算确定了这种利用APD进行红外单光子探测新模型的电路结构与参数，证明了该电路模型用于红外单光子探测APD门模工作方式的
2008, 57 (9): 5627-5631.
doi: 10.7498/aps.57.5627
摘要 +
利用迈氏腔技术，进行了光子晶体光纤(PCF)激光器相干合成的实验研究，实现了两光子晶体光纤激光器的相位锁定，获得了功率为47W的相干输出.解释了在迈氏腔的两个输出光路上分别实现相干相长和相干相消的物理机理.实验结果表明，合成激光光谱较单台PCF激光器的激光光谱有显著的改善，波长带宽小于5nm.
2008, 57 (9): 5632-5638.
doi: 10.7498/aps.57.5632
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对InnoSlab Laser用混合腔的输出光束质量问题从热透镜效应和腔镜的不对准两个方面的影响进行理论分析，并从远场光强分布、远场发散角、光腰半径、光束质量因子M2值和桶中功率曲线等几个角度进行了讨论，特别是离轴非稳腔方向上腔镜倾斜对光束质量的影响，利用M2值和PIB曲线两个参数共同评价非稳腔的光束质量，对目前并无统一标准的非稳腔光束质量评价问题提供了有意义的参考.
2008, 57 (9): 5639-5645.
doi: 10.7498/aps.57.5639
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考察了激发态之间的电离与复合过程对等离子体状态的影响，并对其原因进行了细致的分析，分别考察了对1.0ns,100ps和5ps激光驱动的类氖锗19.6nm Ｘ射线激光增益系数的影响.研究表明，对于5ps激光驱动的瞬态机理X射线激光来讲，因增益区处在高密度区，所以，激发态之间的电离与复合过程对X射线激光将不可以忽略.对于1.0ns和100ps激光驱动的亚稳态机理X射线激光来讲，在电子密度小于等于5×1020cm－3的区域，忽略激发态之间的电离与复合使增益的时间半高全
2008, 57 (9): 5646-5650.
doi: 10.7498/aps.57.5646
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采用非线性薛定谔方程模拟了全正色散介质激光器中实现脉冲锁模输出的动态过程，理论表明，不同于工作于净色散为负的孤子锁模激光器以及腔内具有色散延迟线净色散为正的色散管理孤子和自相似脉冲锁模激光器，在纯正色散介质构成的锁模激光器中，增益饱和和增益窄化对形成稳定的锁模脉冲起重要的作用，在两者的作用下脉冲形成增益导引孤子.采用不同的锁模方式在纯正色散光纤锁模激光器中得到了稳定的增益导引孤子锁模，实验结果与理论模拟一致.
2008, 57 (9): 5651-5661.
doi: 10.7498/aps.57.5651
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利用两种方法研究了高速光脉冲在具有交叉相位调制的等边三角形排列结构的非线性三芯光纤耦合器中传输和开关特性.首先利用变分原理得到三纤芯中传输转移系数随距离变化的方程，然后利用分裂步长傅里叶方法求得了光脉冲的数值解.变分法和数值模拟的结果表明：当一阶模间色散系数较小时，光脉冲仍能在三芯之间周期性耦合传输，并且表现出良好的开关特性，但是随着一阶模间色散系数的增大，脉冲耦合传输的周期性和陡峭的开关特性都遭到破坏，光脉冲在传输中发生分裂；二阶耦合色散系数和初始啁啾都能使光脉冲传输时的耦合长度变短、光脉冲在三纤芯之间
2008, 57 (9): 5662-5669.
doi: 10.7498/aps.57.5662
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基于非线性光学频率变换理论，采用已报道的利用非线性光学差频方法产生可调谐太赫兹波的实验条件作为理论分析的实验模型，计算模拟出在不同相位匹配条件下，GaSe和ZnGeP2晶体差频的相位匹配角、走离角、允许角和有效非线性系数，并对计算结果进行了分析比较，总结出对应输出不同太赫兹波长的最佳相位匹配方式.计算结果为利用非线性晶体差频产生可调谐太赫兹辐射的实验研究提供深入和全面的理论基础.
2008, 57 (9): 5670-5674.
doi: 10.7498/aps.57.5670
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采用助熔剂提拉法生长了非掺杂及掺镁近化学剂量比钽酸锂晶体.氢氟酸腐蚀晶片的金相显微镜观察结果显示，化学剂量比钽酸锂的畴结构为六边形.利用自行研制的极化设备对晶体进行极化实验，采用外加短脉冲极化电场，测定了近化学计量比钽酸锂单晶的畴反转特性，得到了完全反转的畴结构.
2008, 57 (9): 5675-5683.
doi: 10.7498/aps.57.5675
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理论研究了648nm激光抽运掺Tm晶体的可见与红外发光转换和发光双稳特性.根据系统的耦合速率方程理论，推导了发光转换阈值的解析表达式，数值研究了Tm3+能级布居数，辐射光谱以及发光强度等随抽运光强的变化.数值结果表明，648nm激光抽运下可以实现452/469nm蓝光与1716 nm红外光谱的发光转换.在光子雪崩阈值附近，可以观察到掺Tm晶体的辐射光谱双稳，荧光色度双稳和发光强度双稳等现象.利用掺Tm晶体的可见与红外发光转换与双稳特性，可以实现抽运功率控制的全固态发光转换器和双稳波长
2008, 57 (9): 5684-5689.
doi: 10.7498/aps.57.5684
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在非局域非线性克尔介质中，通过对介质实对称响应函数的泰勒展开，简化了非局域非线性薛定谔方程所对应的Lagrange密度，进而利用变分法对光束的传输问题进行了分析.求出试探解各个参量的演化方程并得到了自聚焦介质中的厄米高斯型光束的精确解析解,当输入功率达到临界功率时，即形成高阶空间光孤子(厄米高斯孤子)，其最低阶(基模光孤子)就是高斯孤子.通过数值模拟发现解析解与数值解符合得很好.
2008, 57 (9): 5690-5698.
doi: 10.7498/aps.57.5690
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对有界非局域非线性介质边界对孤子传输的影响进行了研究.基于非局域非线性薛定谔方程以及热传导的泊松方程,采用格林函数法求出了强非局域介质铅玻璃的响应函数和临界功率;从光线方程出发得到了偏离材料中心入射的光束中心振荡轨迹以及周期的解析解.通过数值模拟证明了该结果在不靠近样品边界的范围内都是准确的.
2008, 57 (9): 5699-5704.
doi: 10.7498/aps.57.5699
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按摩尔百分比制备了组分为30SiO2-(20-x-y)Al2O3-40PbF2-10CdF2-xTm2O3-yYb2O3的两组Tm3+/Yb3+共掺杂氟氧硅铝酸盐上转换蓝色发光玻璃陶瓷材料，测量了其在980nm激
2008, 57 (9): 5705-5708.
doi: 10.7498/aps.57.5705
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采用高效激光染料PM580作为掺杂物质，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为基质，在对固体染料光谱特性研究的基础上，重点研究了调Q倍频Nd:YAG抽运下不同染料掺杂浓度的固体染料激光输出特性.研究结果表明掺杂浓度对输出激光波长影响明显，随着掺杂浓度的增加，激光输出波长红移，从激光增益出发，对该现象给出了理论解释.掺杂浓度对激光转化效率也有影响，当掺杂浓度为2×10－4mol/L时，获得染料激光输出斜率效率最高达53.8%，抽运能量410mJ时，获得染料激光输出220mJ，激光带宽～8nm
2008, 57 (9): 5709-5712.
doi: 10.7498/aps.57.5709
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设计了一个多缺陷的一维光子晶体，并利用传输理论研究其透射谱.利用泰勒展式的一级近似，得到了缺陷模频率的解析表达式，进而得到紧束缚理论中的耦合因子.这些结论与实验结果或数值模拟相符合，可以很好地描述缺陷模的有关规律，对多通道滤波器的设计具有指导意义.
2008, 57 (9): 5713-5717.
doi: 10.7498/aps.57.5713
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利用高功率激光装置空间滤波器小孔成像和取样光栅的衍射，设计出一套新型光路远场监测方案，并且在实验平台上进行了实验验证.实验结果表明：相对传统的远场监测方法，该远场监测系统通过侧面离轴光栅取样灵活利用空间，其调整平均误差为空间滤波器小孔直径0.9%，能够满足准直系统远场调整精度(<小孔直径5%)的要求.
2008, 57 (9): 5718-5721.
doi: 10.7498/aps.57.5718
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提出了一个光子晶体中的磁控光子开关线路的理论模型，并利用平面波展开加超原胞方法计算了它的光学性质.这个模型由设置在空气中的介电柱子光子晶体构成，其中一排柱子被具有同样介电常数的铁氧体柱子替换.当外加磁场时，铁氧体柱子产生了不等于一的磁导率，这就会在光子带隙中产生波导模.当撤去外场，整个体系还原为完美光子晶体.由此便可形成磁控光子开关线路.具体选择了正方形柱子设置在正方形格点上，计算结果证明这种设想是可行的，并给出一些有价值的结果.
2008, 57 (9): 5722-5728.
doi: 10.7498/aps.57.5722
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利用全矢量有限元法计算和分析了基于正方形格子的空芯光子带隙光纤的模式特性和泄漏损耗.通过分析发现，圆正方形空气孔按正方形格子排列的空芯光子带隙光纤可以实现宽带和有效的单模运转.随后对正方形格子空芯光子带隙光纤的泄漏损耗进行了全面分析，通过分析发现纤芯直径和包层空气孔间距的变化对泄漏损耗的影响较小，但可以通过调节包层空气孔间距来实现给定的波长具有最小的泄露损耗；圆化直径对泄漏损耗的影响较前两个因素要大，且存在一个最佳的圆化直径即dc/d=0.4；包层空气孔的
2008, 57 (9): 5729-5734.
doi: 10.7498/aps.57.5729
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通过在纤芯附近引入两个直径较大的空气孔诱导纤芯局部双折射，在包层减小x方向的孔间隔诱导包层双折射，设计实现了一种高双折射随波长可调效应的微结构光纤.采用全矢量平面波方法，以聚合物甲基丙烯酸甲酯为基材，对其偏振特性和基模模场进行了研究.结果发现，该光纤基模双折射在光通信波段呈现两个最大值，且最大双折射大小和位置随光纤结构和波长的变化可以进行调节.通过调节光纤结构参数，模拟得到了该光纤具有高双折射和零偏振模色散的最佳设计参数.
2008, 57 (9): 5735-5741.
doi: 10.7498/aps.57.5735
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设计了一种新型近椭圆内包层(NEIC)结构的高双折射偏振保持光子晶体光纤(PCF)，并利用带有各向异性完全匹配层吸收边界条件的全矢量有限元法(FEM)对这种光纤的特性参数进行了数值分析.结果表明这种结构的光子晶体光纤在1.55μm的双折射系数高达2.0×10-3，在长轴和短轴方向上的模场直径分别为9.2μm和2.4μm.同时当短轴方向最内层空气孔的孔径在1.30—1.18μm范围内变化时(孔径变化范围～10%)，其双折射系数的劣化小于1.2×10-5，表明这种结
2008, 57 (9): 5742-5748.
doi: 10.7498/aps.57.5742
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在Pekeris波导模型下，关注了简正波的矢量场，讨论了简正波水平复声强和垂直复声强的表述，并分析了其特征.单阶简正波在水平方向是行波，相应的水平复声强仅为有功的；在垂直方向为驻波，相应的垂直复声强仅为无功的.而多阶简正波相互干涉，因此总声场的复声强既有有功分量，也有无功分量，其中只有有功分量参与声能的输运，但无功分量是反映声场信息的重要组成部分.通过对垂直(交互)复声强无功分量和水平交互复声强有功分量的数值分析，对于甚低频率的点源声场，发现当声源深度变化时，上述声场分量的正负号呈有规变化，当接收传感器置
流体、等离子体和放电
2008, 57 (9): 5749-5755.
doi: 10.7498/aps.57.5749
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研究了声波通过混合气体时，复合弛豫声吸收和声速与气体各成分浓度和声频率之间的依赖关系.以一氧化碳气体、水蒸气、氮气和氧气的混合气体为例，分别建立了弛豫声吸收和声速与气体浓度的三维模型，以及弛豫声吸收与声频率的二维模型.完成了通过测量弛豫声吸收和声速计算一氧化碳气体浓度的算法推导，提出了一种依据弛豫声吸收和声速检测气体浓度的简化算法.仿真实验结果不仅证明了算法的理论可行性，还给出了算法的最佳适用声频率范围，并估计了将算法应用于实验的误差原因，证明了算法具有实际可行性.
2008, 57 (9): 5756-5760.
doi: 10.7498/aps.57.5756
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在Monte Carlo方法模拟中子半影成像的基础上，对视场内点的空间线性不变性进行了研究.在视场范围内，离轴点产生了与离轴距离成正比的展宽现象，但点的积分强度保持了很好一致性，证明系统满足线性不变性假设.利用这一结果，分析了瞄准精度对成像系统的影响.结果表明：靶心在物面上的径向偏差应控制在50μm之内；物距误差控制应在300μm以内；编码孔旋转弧度须小于0.1mrad.
2008, 57 (9): 5761-5767.
doi: 10.7498/aps.57.5761
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引入了6波段P-1辐射模型，对三维空气电弧等离子体进行了仿真分析.其特点是不仅考虑了热辐射的发射问题，同时考虑了等离子体内热辐射的自吸收问题.通过计算获得了空气电弧等离子体温度和辐射能量的分布并进行了相应的分析.与净辐射系数方法相比较，P-1模型获得的温度分布较宽，其弧柱电压值更接近于实验测量值.研究表明，6波段P-1辐射模型能够更精确地求解空气电弧等离子体的辐射问题.
2008, 57 (9): 5768-5773.
doi: 10.7498/aps.57.5768
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采用水电极介质阻挡放电装置，在氩气和空气的混合气体放电中，对超四边形斑图的形成进行了实验研究.发现随着外加电压的升高，斑图类型经历了四边形斑图、准超点阵斑图、超四边形斑图、条纹斑图或六边形斑图的演化顺序.对这些斑图进行了傅里叶谱分析，得到了空间模式随电压的变化关系.此外，在外加电压升高的过程中，出现了具有不同空间尺度的两种超四边形斑图，它们满足不同的驻波条件.分析了壁电荷在超四边形斑图形成中的作用.实验测量了斑图类型随气隙间距和外加电压变化的相图以及超四边形斑图随气隙间距和气隙气压变化的相图.测量了击穿电
凝聚物质：结构、热学和力学性质
2008, 57 (9): 5774-5781.
doi: 10.7498/aps.57.5774
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利用XRD和TEM方法研究Fe42.5Al42.5Ti5B10合金在机械合金化及等温热处理过程中的结构演变及晶粒生长动力学，讨论了机械合金化合成机理和热处理过程中的晶粒生长机理.结果表明，球磨过程中Al，Ti，B原子向Fe晶格中扩散，形成Fe(Al，Ti，B)固溶体.机械合金化合成Fe(Al，Ti，B)遵循连续扩散混合机理.球磨50h后，金属Fe，Al，Ti，B已完全合金化，球磨终产物为纳米晶Fe(Al，Ti，B).球
2008, 57 (9): 5782-5787.
doi: 10.7498/aps.57.5782
摘要 +
采用小角X射线散射(SAXS)方法对Ti-Mo合金氢化物的微观缺陷进行了研究.结果表明，氢化物样品中Mo含量为5at％时，所测定的SAXS强度在高散射角区明显低于其他样品的SAXS强度.氢化物中的晶粒及其内部的亚结构是引起SAXS现象的散射体，而这些亚结构是由合金氢化时引入的大量位错所产生.Mo 含量为5at％合金主要为hcp结构而其他合金为bcc结构，但两种合金氢化后都成为fcc结构的氢化物.据此，认为hcp结构与bcc结构Ti-Mo合金在氢化时氢化物结构相同但引入的位错缺陷特征不同.
2008, 57 (9): 5788-5792.
doi: 10.7498/aps.57.5788
摘要 +
利用脉冲激光沉积方法制备出了具有室温铁磁性的Ni1-xFexO(x=0.02，0.05)稀磁半导体.X射线衍射(XRD)结果表明Ni1-xFexO的晶体结构为NaCl结构，并且在Fe含量较高的Ni0.95Fe0.05O中出现了少量的α-Fe2O3物相.X射线吸收近
2008, 57 (9): 5793-5799.
doi: 10.7498/aps.57.5793
摘要 +
用溶胶-凝胶方法制备了TiO2纳米样品，并对该样品在300℃到800℃温度区域进行了退火处理.应用同步辐射X射线粉末衍射(XRD)方法研究了经不同热处理温度的TiO2纳米颗粒的结构相变.应用同步辐射小角X射线散射(SAXS)方法研究了TiO2纳米颗粒的表面分形与界面特性.得到纳米颗粒粒度与退火温度的变化规律，讨论了表面界面特征与相变的关系.
2008, 57 (9): 5800-5805.
doi: 10.7498/aps.57.5800
摘要 +
分别在HF水溶液、含NH4F和H2O的乙二醇有机溶液中对Ti箔进行阳极氧化，得到TiO2纳米管阵列结构.该结构高度有序、分布均匀、垂直取向，且通过阳极氧化工艺条件(如阳极氧化电压、电解液的选择与配比以及氧化时间等)可实现对其结构参数(如管径、管壁厚度、管密度、管长等)的有效控制.利用XRD研究了TiO2纳米管阵列的物相结构.结果表明：退火前的TiO2纳米管阵列为无定形结构；分别在真空和氧气氛中50
2008, 57 (9): 5806-5809.
doi: 10.7498/aps.57.5806
摘要 +
以商用金红石相TiO2粉末为原料，通过在碱性溶液中150℃水热48h的方法合成TiO2纳米管.采用SEM，TEM，XRD分析手段对TiO2纳米管的形貌和结构演变进行了表征.制成的TiO2纳米管与TritonX-100，乙酰丙酮混合后，通过丝网印刷的方法涂敷到ITO导电玻璃衬底上，并且在450℃下烧结30min后得到可应用于染料敏化太阳电池的多孔光阳极.将此光阳极浸泡于N719染料敏化后，与镀铂对电极组装电池，两者之间灌
2008, 57 (9): 5810-5816.
doi: 10.7498/aps.57.5810
摘要 +
采用飞行时间质谱计测量了纳秒激光诱导C60分子碎裂中轻碎片离子C+n(n≤11)的初始平均动能，结果显示轻碎片离子具有相同的初始平均动能(约为0.34eV)，并且该动能在一定范围内不随激光通量的变化而明显改变.结合前人的实验结果，对纳秒激光诱导C60分子碎裂中轻碎片离子C+n(n＜30)的主要产生模式作了新的阐述，即C<
2008, 57 (9): 5817-5822.
doi: 10.7498/aps.57.5817
摘要 +
提出了一个描述取向玻璃系统中分子间取向关联的有效键模型.基于该模型对该系统中分子之间取向关联的拓扑结构进行了计算机模拟.结果表明当成键概率较小时，成键分子大部分以分子串的形式出现，并基于概率分析对此现象进行了解释.深入地，用分子串模型对模拟结果进行了分析，并且基于分析结果讨论了分子串模型的合理性和可行性.
凝聚物质：电子结构、电学、磁学和光学性质
2008, 57 (9): 5823-5827.
doi: 10.7498/aps.57.5823
摘要 +
用反应蒸发法在玻璃等衬底上制备出铜和铟掺杂的氧化锡SnO2：(Cu，In)薄膜.对制备薄膜的发光性质做了研究，制备样品为非晶态，具无定形结构.测量了薄膜在220—1100nm范围的透过率，得到的带隙宽度Eoptg=4.645eV.室温条件下对样品进行光致发光测量，得到了显著的紫外(276—550nm)蓝绿光连续谱，通过发光谱的研究给出了这种材料的隙态分布.
2008, 57 (9): 5828-5832.
doi: 10.7498/aps.57.5828
摘要 +
采用第一性原理的超软赝势方法，研究了纤锌矿ZnO在本征及N-Ga，2N-Ga共掺杂情况下的几何结构、能带、电子态密度.结果显示，共掺杂N-Ga构型具有更稳定的结构.研究还发现：共掺杂2N-Ga的ZnO结构有效地提高了载流子浓度，非局域化特征明显，更有利于获得p型ZnO.
2008, 57 (9): 5833-5837.
doi: 10.7498/aps.57.5833
摘要 +
运用分子动力学模拟方法，模拟了三种碳纳米管振荡器内管的振荡运动.结果显示：振荡器的内管越短，振荡的频率越大，且受到的轴向回复力的波动也越大.内管在沿着管轴振荡的同时，还绕着管轴旋转，转动的动能有明显涨落并与内管管长密切相关.该研究对于开发碳纳米管的相关应用技术有指导意义.
2008, 57 (9): 5838-5843.
doi: 10.7498/aps.57.5838
摘要 +
使用密度泛函第一性原理研究了超导体MgB2单晶各向异性的光学性质.在描述光学性质的基本理论和计算方法的基础上，计算了MgB2的光电导谱、反射谱以及电子能量损失谱，并通过MgB2的各个原子分解态密度图对所得到的反射谱和损失谱的各个谱峰做了详尽地分析.从光电导谱上来看，x方向与z方向有着很大差别，而在反射谱与电子能量损失谱中，x方向与z方向的特征峰位置都是相互符合的.从光导谱来看，沿
2008, 57 (9): 5844-5852.
doi: 10.7498/aps.57.5844
摘要 +
根据相图规则设计、制备了三个系列不同Bi2O3与Sb2O3掺杂水平的ZnO基复合变阻器材料，研究了掺杂对氧化锌复合陶瓷电学性能的影响.研究发现，当Sb元素掺杂水平较低时，随着Sb2O3掺杂量的增加，所得氧化锌基变阻器材料漏电流的变化也很小，非线性系数(非线性系数αL和击穿非线性系数αB)将减小，而场强(场
2008, 57 (9): 5853-5858.
doi: 10.7498/aps.57.5853
摘要 +
提出一种直接得到脉宽小于50as的单个脉冲的新方法.利用波长为800nm脉宽为5fs的超短脉冲叠加上波长为10μm，强度为超短脉冲强度的10％且脉宽足够长的低频场脉冲驱动氦原子，谐波谱可以拓展到Ip+8.2Up，同时，高于4.2Up的谐波几乎是连续的.如果继续调节超短脉冲的载波包络相位，超连续谱可以继续拓宽，从而可以得到低于50as的单个脉冲.
2008, 57 (9): 5859-5862.
doi: 10.7498/aps.57.5859
摘要 +
通过衰减全反射(attenuated total reflection，ATR)红外光谱分析与开路热刺激放电(thermally stimulated discharge，TSD)电流、原位实时电荷TSD和电荷等温衰减的测量，研究了氟气对孔洞聚丙烯(PP)膜的氟化改性及氟化改性对其驻极性能的影响.研究结果表明：尽管在负压状态且较低的氟气分压及较低的反应温度(约60℃)和较短的反应时间(约15min)下，氟气能有效地氟化孔洞PP膜，更易于氟化预氧化的孔洞PP膜，氟化改性的孔洞PP膜，尤其是预氧化后的氟化改性
2008, 57 (9): 5863-5868.
doi: 10.7498/aps.57.5863
摘要 +
通过在AlxGa1-xAs/GaAs异质结表面制作一对分裂门，获得了用于实现声表面波单电子输运的准一维量子线.实验研究了0.3K时电子沿该量子线的输运性质.通过自洽求解二维薛定谔方程和泊松方程，分析了该量子线的导带能量和电子浓度的分布，并讨论了量子线宽度对分裂门方向形成限制势的影响.特别是对其线性电子浓度随温度及分裂门电压的变化关系进行了数值模拟，所得到的钳断电压与实验测量值符合较好.
2008, 57 (9): 5869-5874.
doi: 10.7498/aps.57.5869
摘要 +
在肖特基二极管(Schottky barrier diode，SBD)辐照损伤机理和总剂量效应分析的基础上，利用1/f噪声的迁移率涨落和载流子数涨落模型，深入研究辐照损伤对器件1/f噪声的影响. 研究结果表明，辐照诱生新的界面态，改变界面态密度分布，进而调制了肖特基势垒高度，增大表面复合速度是引起器件性能退化主要原因，也是1/f噪声剧烈增加的主要原因. 正因为如此，噪声与器件退化存在相关性，即噪声拟合参数B越大，偏离标准值越多，器件可靠性越差，抗辐照
2008, 57 (9): 5875-5880.
doi: 10.7498/aps.57.5875
摘要 +
利用红外反射光谱研究了蓝宝石衬底上用金属有机物化学气相淀积方法生长的稀磁半导体GaMnN材料的晶格振动特性. 并成功地将改进的遗传算法应用于其红外反射光谱洛伦兹振子模型参数的提取. 通过与GaN薄膜的洛伦兹振子模型参数的对比研究发现，GaN掺入Mn后，ωTO向高频方向移动，γ，ε∞和εs均增加，而ωLO基本保持不变. 文中同时分析和讨论了Mn对晶格振动特性的影响及
2008, 57 (9): 5881-5886.
doi: 10.7498/aps.57.5881
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利用有限元法模拟研究四元AlGaInP LED电极形状对电流扩展层GaP中电流分布的影响，通过优化电极形状获得较为均匀分布的电流，以此提高芯片的出光效率和提升产品品质. 在MATLAB计算平台上建立3D载流子输运模型及芯片顶面的光出射模型，比较了传统圆形、十字形、箭形、花形及万字形电极等五种电极形状，研究发现万字形电极的芯片顶面出光效率最高. 进而对其条形电极的宽度进行进一步优化，可获得的出光效率为传统圆形电极的2.7倍，能够为实际生产提供一定的理论指导.
2008, 57 (9): 5887-5892.
doi: 10.7498/aps.57.5887
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采用静电探针和原子力探针技术，将化学气相沉积工艺制备的，长度为30—200 μm，直径80—750 nm的单根半导体ZnO纳米线搭接在Au，Zn，Al不同功函的金属隔离沟道两端，构建出了最基本的ZnO纳米线绝缘栅场效应管. 研究了沟道类型、纳米线直径、退火温度和外加栅压对ZnO纳米线场效应管I-V特性的影响. 利用半导体与金属材料的肖特基接触、欧姆接触的产生机理及电子输运理论，对结果进行了分析和讨论.
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2008, 57 (9): 5893-5898.
doi: 10.7498/aps.57.5893
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基于电光聚合物，提出了一种结构简单，尺寸小，效率高的表面等离激元(SPP)调制器.该调制器采用M-Z干涉仪结构的金属波导，金属周围是均匀极化后的电光聚合物，通过在金属波导两臂间加电压对聚合物折射率进行调制，折射率调制再通过M-Z干涉仪结构转化为对金属波导中SPP强度的调制. 通过求解金属波导附近的电场分布，并结合SPP场分布的特点，在理论上说明了这种结构可以通过外加电压有效地调制金属波导输出端SPP的强度，调制所需的半波电压约为2.8V.
2008, 57 (9): 5899-5905.
doi: 10.7498/aps.57.5899
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运用散射矩阵方法，研究了台阶磁势垒量子结构中二维电子气的隧穿输运性质.结果表明：在零偏压下，电子传输概率的自旋极化曲线随入射能量的增加而振荡衰减；随着磁台阶数的增加，电子传输概率的自旋极化度最大值减小，同时电子传输概率的自旋极化度振荡衰减也越来越慢；随着磁台阶的总宽度增加，电子传输概率的自旋极化曲线出现更明显的振荡，电子隧穿磁台阶势垒表现出明显的量子尺寸效应；在偏置电压的作用下，电子传输概率的自旋极化度在宽广的入射能量区出现明显的振荡增大，电子隧穿磁台阶势垒表现出更明显的自旋过滤效应.
2008, 57 (9): 5906-5910.
doi: 10.7498/aps.57.5906
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通过对不同生长厚度GaN/SiC(n-n)的慢正电子研究，发现在GaN/SiC的界面中存在大量各种缺陷并在界面两端形成两个不同方向的电场. 这些缺陷的产生和SiC衬底表面制备以及GaN和SiC不同的热膨胀系数有关. 而缺陷中大量的带状缺陷在界面中形成一个费米能级钉扎(Fermi level pinning),它的存在使界面中存在一定高度的势垒，导致在界面两端的一定区域内形成两个不同方向的电场. 用VEPFIT模拟该电场的存在，分四层(GaN/Interface/SiC1/SiC2)进行拟合,得到了很好的拟
2008, 57 (9): 5911-5917.
doi: 10.7498/aps.57.5911
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通过扫描电镜和X射线衍射对SiO2衬底上生长并五苯和酞菁铜薄膜的表面形貌进行表征，并得到在SiO2衬底上生长的并五苯薄膜是以岛状结构生长，其大小约为100nm，且薄膜有较好的结晶取向，呈多晶态存在. 酞菁铜薄膜则没有表现出明显的生长机理，其呈非晶态存在. 还对通过掩膜的方法制作得以酞菁铜和并五苯为有源层的顶栅极有机薄膜晶体管的特性进行了研究. 有源层的厚度为40nm，绝缘层SiO2的厚度为250nm，器件的沟道宽长比(W/
2008, 57 (9): 5918-5922.
doi: 10.7498/aps.57.5918
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基于密度泛函理论框架的第一性原理平面波赝势方法对双轴应变Si/(111) Si1-xGex(x=0.1—0.4)的能带结构进行了研究，结果表明：导带带边六度简并没有消除；应变部分消除了价带带边的简并度；导带带边能量极值k矢位置和极值附近可由电子有效质量描述的能带形状在应变条件下几乎不变；价带极大值附近可由空穴有效质量描述的能带形状随着x有规律地变化. 此外，给出的禁带宽度与x的拟
2008, 57 (9): 5923-5927.
doi: 10.7498/aps.57.5923
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系统研究了采用金属有机物化学气相外延方法在740℃和900℃条件下生长的n型GaN的电学特性. 电化学电容-电压测试表明，在低温条件下采用三乙基镓作为Ga源生长有利于降低非故意掺杂n型GaN的背景杂质浓度. 另外，对重掺Si的n型GaN的霍耳效应测试表明，随着Si掺杂浓度增大，电子浓度相应线性增大，表现出杂质带导电特性，而迁移率则相应减小. 同时，原子力显微镜测试和X射线衍射测试均表明生长温度和掺杂浓度对外延材料的表面形貌和晶体质量有影响，特别是在高掺杂浓度的情况下，样品的表面形貌恶化更严重. 在所研究的
2008, 57 (9): 5928-5932.
doi: 10.7498/aps.57.5928
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基于稳态的小信号漂移扩散方程，建立了有电极的单层有机电致发光(OLED)器件的数值模型，编制的MATLAB程序，首先模拟了文献中的OLED器件电极附近正电荷层(面电荷)对器件J-V的影响，得到了和文献中一致的结果. 模拟了ITO/PPV/Ca结构的OLED器件，模拟时,考虑了OLED阳极附近存在正体电荷，得到的J-V曲线和文献中的实验结果一致，体电荷产生了势垒，影响了电流曲线.
2008, 57 (9): 5933-5936.
doi: 10.7498/aps.57.5933
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在约瑟夫森结跳变电流统计分布的理论拟合过程中，通常考虑的是宏观量子隧穿与热激活这两种过程. 对Bi2Sr2CaCu2O8+δ表面本征约瑟夫森结的结果分析表明，在宏观量子隧穿与热激活的交界区域内，若考虑量子修正能使实验曲线与理论曲线符合得更好. 这种较为完整的拟合方法，对研究本征约瑟夫森器件中的宏观量子现象及其在超导量子比特中的应用具有积极的意义.
2008, 57 (9): 5937-5943.
doi: 10.7498/aps.57.5937
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通过求解磁性d波超导中的能隙与磁交换能的自恰方程，利用推广的Blonder-Tinkham-Klapwijk 理论研究磁性半导体/磁性d波超导结中自旋极化准粒子输运系数与微分电导. 计算表明： 1) 磁性d波超导结中的磁交换能h0可导致零偏压电导峰与能隙电导峰劈裂，劈裂的宽度为2h0；2) 磁性半导体中的磁交换能hFS可使零偏压电导峰劈裂的峰值变低. 而由能隙电导峰劈裂的两个子峰，当两种磁性材料的磁
2008, 57 (9): 5944-5950.
doi: 10.7498/aps.57.5944
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采用平均场Jordan - Wigner 变换分析方法,研究了外场中且具有Z方向均匀长程相互作用自旋－1/2 XY链的热力学性质，得到了系统格点的亥姆赫兹自由能、内能、比热、磁化强度、磁化率等热力学量的解析表达式及其数值解,讨论了系统的一级和两级相变，数值结果在退化条件下与其他文献的结果符合很好.
2008, 57 (9): 5951-5955.
doi: 10.7498/aps.57.5951
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研究了Tb1-xDyxFe2－y (TDF)与锆钛酸铅(PZT)三层膜样品的制备和在单一直流磁场驱动下的磁电(ME)效应. 在该系列三层膜样品中测量到了巨大的ME耦合效应. 所得实验结果与同种样品在两磁场驱动下的ME效应完全不同. 这可能预示了某些新的物理内容. 该技术可简化ME效应在某些实际应用中的复杂度.
2008, 57 (9): 5956-5961.
doi: 10.7498/aps.57.5956
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提出了一种基于差分进化(DE)算法的核磁共振弛豫信号多指数反演新方法. 将核磁共振T2谱反演问题转化为带非负约束的非线性优化问题，不需要预先给定横向弛豫时间T2分布，直接利用差分进化算法进行反演计算. 在测量信号低信噪比的情况下，计算机模拟和实验数据反演都表明了该方法在分析处理NMR弛豫信号中的有效性.
2008, 57 (9): 5962-5967.
doi: 10.7498/aps.57.5962
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分析了斜方相、四方相铌酸钾钠基无铅压电陶瓷材料的结构和X射线衍射图谱的特点. 对于铌酸钾钠基压电材料斜方相结构, 从构成晶胞的一个单斜原胞进行分析, 计算出X射线衍射谱上每个衍射角附近的衍射峰数目和相对强度. 提出了2θ在20°—60°范围内根据(1 0 2)衍射峰(52°附近)和(1 2 1)衍射峰(57°附近)劈裂的数目区分斜方和四方相的新方法. 对于多晶陶瓷粉末, 可以更简便的由22°(或45°)附近前后峰的相对高低来判断斜方、四方相.
2008, 57 (9): 5968-5972.
doi: 10.7498/aps.57.5968
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采用化学溶液沉积法在LaNiO3涂布的硅晶片上制备了高度(100)择优取向，表面均匀、平整、致密无裂纹的PbZr0.5Ti0.5O3/PbZr0.4Ti0.6O3双层膜. 双层膜具有单一的钙钛矿相，同时拥有良好的铁电性能，剩余极化强度高达64μC/cm2，平均矫顽场仅为43.6kV/cm. 棱镜-薄膜耦合实验结果表明PbZr
2008, 57 (9): 5973-5977.
doi: 10.7498/aps.57.5973
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利用Ti:sapphire飞秒激光脉冲在微结构光纤包层的次芯中通过参量四波混频效应获得480—550nm的反斯托克斯波，转换效率可高达28%. 通过改变输入光的偏振方向可以调节反斯托克斯波的中心波长. 理论模拟了飞秒激光在次芯中的模式特性和色散特性，较好地解释了实验结果.
2008, 57 (9): 5978-5982.
doi: 10.7498/aps.57.5978
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制备了掺铒碲钨酸盐玻璃(80-x)TeO2-(10+x)WO3-8BaO-2Na2O-0.5Er2O3(x=0,5,10,15,20)玻璃，研究了WO3对掺铒碲钨酸盐玻璃的光谱性质. 研究发现：随着WO3含量的增加，Ω4，Ω6先增加后减小，受
2008, 57 (9): 5983-5988.
doi: 10.7498/aps.57.5983
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采用交流阻抗谱技术，研究了以共轭聚合物(poly［2-methoxy,5-(2′-ethylhexoxy)-1,4-phenylenevinylene］)(MEH-PPV)为发光层，以带有胺基的聚芴共聚物poly［(9,9-bis(3′-(N,N-dimethylamino)propyl)-2,7-fluorene)-alt-2,7-(9,9-dioctylfluorene)］ (PF-NR2)为电子传输层的发光二极管的交流响应特性. 对于结构为ITO/P
2008, 57 (9): 5989-5995.
doi: 10.7498/aps.57.5989
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研究了一种新型的负载Er3+的二氧化硅介孔分子筛纳米材料，分析了其在有无功能化试剂全氟甲基磺酰(bis(perfluoromethylsulfonyl)amine)修饰作用下的吸收和荧光光谱特性，获得了高强度的荧光发射. 应用Judd-Ofelt理论计算了强度参数(Ω2＝1.88×10-20cm2，Ω4＝5.45×10-20cm2
2008, 57 (9): 5996-6001.
doi: 10.7498/aps.57.5996
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利用等效介质理论和严格耦合波理论研究比较微纳米级高深宽比深沟槽结构的红外反射谱，提出一种对等效折射率加入色散修正项的深沟槽结构反射率快速算法. 通过超越色散方程分析和大量计算发现，加入的等效折射率色散修正项与波长的平方成反比，并且与深沟槽结构的材料、周期和占空比有关. 这种新的计算方法可以非常精确地获得高深宽比深沟槽结构的反射率，而且明显提高了运算速度，在复杂深沟槽结构基于模型的红外反射谱测量中具有重要的应用价值，可以应用于微电子和微机电系统制造过程中高深宽比微纳深沟槽结构刻蚀进度的在线实时监测.
物理学交叉学科及有关科学技术领域
2008, 57 (9): 6002-6006.
doi: 10.7498/aps.57.6002
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采用甚高频化学气相沉积(VHF-PECVD)技术制备了系列微晶硅(μc-Si:H)薄膜样品，重点研究了硅烷浓度、功率密度、沉积气压和气体总流量对薄膜沉积速率和结晶状态的影响,绘制了沉积气压和功率密度双因素相图. 以0.75nm/s的高速沉积了器件质量级的微晶硅薄膜，并以该沉积速率制备出了效率为5.5%的单结微晶硅薄膜电池.
2008, 57 (9): 6007-6012.
doi: 10.7498/aps.57.6007
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采用低压热壁化学气相沉积法，在6H-SiC衬底(0001)面上生长了不同温度(1100—1250℃)，不同GeH4流量比(6.3%—25%)的SiCGe薄膜样品，研究了SiCGe薄膜的表面形貌、生长特性以及样品中Ge组分含量的变化. 扫描电镜测试结果表明，SiCGe薄膜在低温下倾向于岛状生长模式，随着生长温度提高，岛状生长逐渐过渡到层状生长模式，同时伴有岛形状和密度的变化. X射线光电子能谱测试得出SiCGe样品中的Ge含量约为0.15％—0.62％，在其他参数不变的情况下，样品的G
2008, 57 (9): 6013-6017.
doi: 10.7498/aps.57.6013
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采用射频等离子体增强化学气相沉积法，在不同条件下制备了含氮氟非晶碳膜，着重考察了退火温度对膜结构和光学带隙的影响. 研究发现：在350℃时，膜仍很稳定，当退火温度达到400℃时，其内各化学键的相对含量发生很大的改变. 膜的光学带隙随着退火温度的升高而增大，红外和拉曼光谱分析显示其原因是：退火使得膜内F的相对浓度降低，sp2相对含量升高，导致σ-σ*带边态密度降低.
2008, 57 (9): 6018-6023.
doi: 10.7498/aps.57.6018
摘要 +
基于散射光的被动差分吸收(DOAS)技术利用气体的特性吸收谱线可实现对不同大气污染气体的定量测量，介绍了一种基于成像光谱仪的光学遥感系统，该系统运用被动DOAS原理实现了对大气污染气体的二维成像测量，并报道了该系统对实验室样品池一维测量与城市道路上方NO2组分的成像测量实验. 基于成像光谱仪的被动DOAS系统利用太阳散射光可获取垂直方向一维的光谱信息，结合扫描装置，便可实现对污染气体的二维成像解析.
2008, 57 (9): 6024-6029.
doi: 10.7498/aps.57.6024
摘要 +
利用斯托克斯-米勒矩阵表述分析偏振光在手性介质中的传输规律，利用瑞利近似下的单次散射模型和基于米氏散射理论的多次散射的蒙特卡罗方法，探讨葡萄糖对后向散射偏振光传输特性的影响，计算了不同葡萄糖浓度下的后向散射米勒矩阵. 结果表明在含有葡萄糖的手性介质中后向散射米勒矩阵的若干矩阵元表现出微弱的旋光效应，旋光度随葡萄糖浓度增大而增大. 为了检测低浓度下微小的旋光变化，定义了函数对含-不含葡萄糖的米勒矩阵元图像进行处理，提取由葡萄糖引入的图像差异. 结合无创血糖检测应用要求，分析了葡萄糖生理浓度下的矩阵元图像，获
2008, 57 (9): 6030-6035.
doi: 10.7498/aps.57.6030
摘要 +
构建了内光源模型探讨散射介质中的光散射现象，利用蒙特卡罗方法研究了逃逸出组织的后向散射光子数随光子在组织内部发生的散射次数的分布关系，探讨了光源照明方式、辐射强度、接收方式、调制等参数的变化对后向散射的影响，结果表明后向散射光子的数量随散射次数的分布并非简单的单调递增或递减，而是一条先增大后减小出现峰值的曲线. 峰值位置、峰值大小及曲线形状与光源、探测方式、组织光学特性参数等有关.
