Vol. 50, No. 11 (2001)
2001年06月05日
总论
2001, 50 (11): 2053-2058.
doi:10.7498/aps.50.2053
摘要 +
建立转动相对论系统动力学方程的积分理论.给出系统运动的第一积分,分别利用系统的循环积分和能量积分降阶运动方程,得到推广的Routh方程和推广的Whittaker方程,建立系统运动的正则方程和变分方程,并由第一积分构造系统的积分不变量.给出系统的Poincaré-Cartan型积分变量关系和积分不变量.
2001, 50 (11): 2059-2061.
doi:10.7498/aps.50.2059
摘要 +
给出了广义经典力学系统的变分方程,研究了变分方程的解与系统的第一积分之间的联系,并证明可由系统的第一积分求得变分方程的特解.
2001, 50 (11): 2062-2067.
doi:10.7498/aps.50.2062
摘要 +
提出了利用耦合的Riccati方程组的某些特解构造非线性微分方程组精确解析解的一种方法.应用这种方法研究了两个耦合的常微分方程组,系统地获得了它们的一些精确解.给出了非线性浅水波近似方程组和非线性Schr?dinger-KdV方程组若干新的孤波解.
2001, 50 (11): 2068-2073.
doi:10.7498/aps.50.2068
摘要 +
给出了Jacobi椭圆函数展开法,且应用该方法获得了几种非线性波方程的准确周期解.该方法包含了双曲函数展开法,应用该方法得到的周期解包含了冲击波解和孤波解.
2001, 50 (11): 2073-2076.
doi:10.7498/aps.50.2073
摘要 +
对双曲函数法进行了深入探讨,推广了该方法的某些使用条件,借助计算机代数系统Mathe matica,进一步获得了KdV-Burgers方程的两组扭状孤波解.
2001, 50 (11): 2077-2082.
doi:10.7498/aps.50.2077
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根据Lewis-Riesenfeld的量子不变量理论,计算了一维动壁无限深势阱内频率随时间变化的谐振子的Lewis-Riesenfeld相位,发现刘登云文中“非绝热Berry相位”与Lewis-Riesenfeld相位中的几何部分完全一致.也许更为重要的是,证明了至少对于做正弦振动的边界,在绝热近似下,该系统不存在非零的Berry相位.
2001, 50 (11): 2083-2088.
doi:10.7498/aps.50.2083
摘要 +
给出了三粒子系统三类解纠缠的定义,研究了三粒子系统纯态解纠缠的三个基本规律,发现存在一些可以解纠缠为直积态集或“一粒子直积两粒子分离”态集或完全分离态集的三粒子纠缠态集,但一个普适的将三粒子纠缠态集解纠缠为直积态集或“一粒子直积两粒子分离”态集或完全分离态集的装置均不存在.
2001, 50 (11): 2089-2091.
doi:10.7498/aps.50.2089
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利用Ernst方法,在Harrison变换为线性变换的条件下,得到Kasuya荷电荷磁的外部引力场解,解中所含常量B0表示一均匀弱磁场,该解不要求q=-2B0J.当r趋于∞时,度规接近Melvin’s磁宇宙的渐进行为.该度规是非渐近平直的,在均匀外磁场下这是合理的结果.
2001, 50 (11): 2092-2096.
doi:10.7498/aps.50.2092
摘要 +
基于混沌时间序列的非线性自适应预测原理,用一种sigmoid-Volterra自适应预测滤波器研究了连续混沌系统的非线性自适应预测跟踪控制.通过对Lorenz,R?ssler等典型混沌系统的控制,仿真证实了这种sigmoid-Volterra自适应预测控制器的有效性.这种方法的优点在于它既不需要知道精确的混沌系统模型,也不需要进行系统模型辨识.
2001, 50 (11): 2097-2102.
doi:10.7498/aps.50.2097
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利用电子线路实验实现了用正比于系统变量周期脉冲扰动法(PP-SV)控制超混沌,只用单一输出信号作为反馈信号,改变原来只对系统变量进行自身替换的方式,将反馈信号加到系统的其他变量上.将这种改进的方式用于一个超混沌电路中,得到了很好的控制效果.数值模拟结果与实验结果基本符合.
2001, 50 (11): 2103-2107.
doi:10.7498/aps.50.2103
摘要 +
提出了一种针对混沌神经网络的钉扎控制方法.利用此方法对混沌神经网络进行控制,使网络的输出稳定在网络的一个存储的模式上.实现了混沌神经网络的信息搜索,并对影响混沌神经网络控制效果的几个因素进行了讨论.
2001, 50 (11): 2108-2111.
doi:10.7498/aps.50.2108
摘要 +
通过简单的线性状态反馈方法,分别在系统参数已知和未知的情况下研究了陈氏混沌系统的控制问题.当参数已知时,给出了反馈增益的范围;当参数未知时,设计了一自适应控制器,它克服了一般的自适应控制器中控制律不连续的缺点.通过实验仿真证明了所给方法的有效性.
2001, 50 (11): 2112-2115.
doi:10.7498/aps.50.2112
摘要 +
基于神经网络,研究了两个混沌系统都存在扰动情况下的同步问题.该方法能有效地克服不确定性对同步所造成的破坏,实现了良好的同步效果.针对Lorenz系统进行了数值计算.数值计算结果证明了所给方法的有效性.
2001, 50 (11): 2116-2120.
doi:10.7498/aps.50.2116
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在研究环形腔中激光振荡输出的分岔与混沌的基础上,采用耦合映象格子模型研究了其空间扩展系统的横向效应.数值模拟表明,随着参数的改变,空间扩展系统由均匀稳态、行波解向时空混沌演化.在一定的参数条件下,空间扩展系统从光场取入射平面波(均匀分布)开始,经对称破缺向光学湍流转变.
2001, 50 (11): 2121-2125.
doi:10.7498/aps.50.2121
摘要 +
提出了一种基于广义混沌映射切换的混沌同步保密通信方式.这种通信方式首先构建产生多种混沌序列的广义混沌映射模型,然后在不同时段根据切换策略产生不同混沌序列,在发送端,将信号与混沌载波之和取模运算后再嵌入混沌映射的输入端进行迭代运算以实现调制;在接收端,根据切换协议,用同一个相应的广义混沌映射模型从接收信号中提取混沌载波并进而恢复信息信号.研究结果表明:这种基于广义混沌映射切换的混沌同步通信方式比基于单一混沌系统的保密通信方式具有更强的抗干扰能力,保密性能更好,且实现简单.
2001, 50 (11): 2126-2131.
doi:10.7498/aps.50.2126
摘要 +
以6种具有典型特征的生成元构造了6个具有相同rms粗糙度的规则表面,用变分法计算了这些表面的分形维数,结果表明,分形维数可以将具有相同rms粗糙度的表面区分开来,它定量表征了表面的总体形貌。进一步将多重分形的方法应用到对这些表面的分析中,发现多重分形谱可以全面反映表面概率的分布特征。多重分形谱的宽度可以定量表征表面的起伏程度,多重分形谱最大、最小概率子集维数的差别可以统计表面最大、最小概率处的数目比例。
2001, 50 (11): 2132-2136.
doi:10.7498/aps.50.2132
摘要 +
利用超高真空扫描隧道显微镜研究了室温条件下Ge在Si(111)7×7表面上初期吸附过程.在Ge所形成团簇中存在一个临界核.这些Ge团簇的吸附中心总是在三个增原子所围成的区域中.它们的电子结构具有类似半导体的性质,即其局域态密度在远离费米面的能级处很大,而在费米面附近的能级处非常小.
原子和分子物理学
2001, 50 (11): 2137-2143.
doi:10.7498/aps.50.2137
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使用3C和DS3C模型,计算了不同入射能情形下电子入射离化H原子的三重微分截面,并对截面的结构进行了分析.结果表明:角分布基本上由两个峰组成,即binary峰和recoil峰.两个峰的形状和位置对两个出射电子的能量分配及探测的几何条件十分敏感.更进一步,末态电子与电子的排斥对形成观测到的角分布有显著的贡献,在不同几何条件下,三体相互作用通过不同散射幅的不同权重控制了干涉花样.此外,对直接和交换效应也都进行了研究.
唯象论的经典领域
2001, 50 (11): 2144-2148.
doi:10.7498/aps.50.2144
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利用光子晶体的概念和方法分析光学全息,用光子晶体的带结构解释了体积全息图的性质.与超晶格不同,全息光子晶体的介电常量是渐变而不是突变的.着重讨论了一维非倾斜反射全息图在再现光不同角度入射情况下禁带结构的性质,通过基元反射全息实验的验证,证明体全息的禁带分析与实验结果符合得很好.
2001, 50 (11): 2149-2154.
doi:10.7498/aps.50.2149
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理论分析和实验观测了非相干背景光辐照下掺杂LiNbO3晶体中的二波耦合,发现非相干背景光能够在很大范围内灵活有效地控制信号光增益,抑制扇形效应,提高信噪比,缩短光栅的建立时间.入射光光强比一定时,适当地增大背景光光强可以使光栅响应时间减小一个数量级.尤其对于抽运光光强远大于信号光光强的情况下,上述作用更为明显.
2001, 50 (11): 2155-2158.
doi:10.7498/aps.50.2155
摘要 +
利用短时指数传播子的对称分割法,数值求解了一维情况下的含时薛定谔方程,研究了一维多原子分子离子在双色(基频:780nm,二倍频:390nm)激光场中的增强电离行为,给出了相对相位对不同核间距处的电离概率的影响.计算结果表明,在发生增强电离行为的核间距处,相对相位对电离概率的影响最为显著.用标准静场电离模型给出了合理解释.
2001, 50 (11): 2159-2165.
doi:10.7498/aps.50.2159
摘要 +
给出了稳态情况下光折变聚合物中光波演化方程的亮、暗及灰孤子解,并讨论了不同孤子态的偏振特性及孤子宽度与外加电场的关系.
2001, 50 (11): 2166-2171.
doi:10.7498/aps.50.2166
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提出了一个考虑背景光光伏效应贡献的光伏孤子理论,它指出在折射率变化为正的晶体中,既可产生光伏亮孤子,也可产生光伏暗孤子.当背景光对信号光的有效Glass系数之比为R小于1时,孤子是亮的;R大于1时,孤子是暗的.对亮孤子而言,R值越大,孤子越宽,而对暗孤子,R值越大,孤子越窄.当R为1时,不能形成光伏孤子.一维暗孤子实验结果与理论一致.
2001, 50 (11): 2172-2178.
doi:10.7498/aps.50.2172
摘要 +
讨论了利用特征矩阵计算一维光子晶体的光子带隙结构的方法.利用此方法计算了不同介电常量、不同几何结构以及掺杂的晶体结构的带隙特征,并推广至介质介电常量ε随入射光波频率ω变化的情况.
2001, 50 (11): 2179-2184.
doi:10.7498/aps.50.2179
摘要 +
讨论了麦克斯韦方程在各向同性均匀电介质中的电磁对偶变换不变性,定义了电磁混合比,求出了对偶场的充要条件.把上述不变性和充要条件应用于阶跃光纤,分析其导波模式,证明在非轴对称情况下,阶跃光纤中不存在具有色散的受导简正模.存在的解只有临界折射模(n=n2时的特解).求出了它的分立频谱.受导简正模只存在于轴对称情况中.以上结论与实验事实不矛盾,并由此解释了基模的特性
凝聚物质：结构、热学和力学性质
2001, 50 (11): 2185-2191.
doi:10.7498/aps.50.2185
摘要 +
用水溶液生长晶体的方法生长出了不同掺杂的Sr(NO3)2晶体.用电子探针研究了杂质在晶体中的分布情况.结果表明,杂质在晶体中存在扇形分凝,其中Ba在{100}扇形区的含量大于{111}扇形区,而Pb的分凝情况相反,在{111}扇形区的含量大于{100}扇形区.用高分辨X射线衍射摇摆曲线技术研究了纯的、掺Ba的和掺Pb的Sr(NO3)2晶体的完整性情况,并用X射线衍射动力学理论计算了完整Sr(NO3
2001, 50 (11): 2192-2197.
doi:10.7498/aps.50.2192
摘要 +
利用X射线衍射技术、差示扫描量热分析技术和透射电子显微镜研究了非晶态Cu56Zr44合金的结构及其等温退火条件下的晶化过程.实验结果表明,非晶态Cu56Zr44合金在室温下的短程结构类似于硬球无规密堆积分布.在703K过冷液相区内等温退火时发现,当退火时间为3min时,晶化产物主要为Cu8Zr3相;当退火时间为6min时,Cu8Zr3
2001, 50 (11): 2198-2202.
doi:10.7498/aps.50.2198
摘要 +
采用超细过滤方法,分别制备含有平均线度小于2nm的超细SnO2纳米晶粒的酸性和碱性溶胶溶液.通过动态光散射、X射线衍射和晶粒透射电子显微镜像测量,确定了SnO2晶粒的线度.对其光吸收谱测量发现,超细过滤后酸性和碱性溶胶溶液中晶粒的带边光吸收能量均有明显蓝移.分析结果表明,SnO2晶粒的线度减小是同类晶粒带边光吸收蓝移的主要原因.
凝聚物质：电子结构、电学、磁学和光学性质
2001, 50 (11): 2203-2207.
doi:10.7498/aps.50.2203
摘要 +
用自洽的全势能线性丸盒轨道能带方法计算了氧化物体系SrRuO3(SRO)的电子结构和磁性.对于理想的立方钙钛矿结构的计算得出的电子结构明显改善了已有的计算结果:每个元胞的磁矩为129μB,按原子球划分为084μB/Ru原子和011μB/O原子;Sr原子上的自旋磁矩几乎为零;费米能级处的态密度N(EF)为435(states/Ryd/f.u.).关于实际的正交结构SRO,计算得出磁矩为108μ
2001, 50 (11): 2208-2211.
doi:10.7498/aps.50.2208
摘要 +
用直流反应溅射方法在硅衬底上淀积了ZnO薄膜,测量它们的光致发光(PL)光谱,观察到两个发光峰,峰值能量分别为3.18(紫外峰,UV)和2.38eV(绿峰).样品用不同温度分别在氧气、氮气和空气中热处理后,测量了PL光谱中绿峰和紫外峰强度随热处理温度和气氛的变化,同时比较了用FP-LMT方法计算的ZnO中几种本征缺陷的能级位置.根据实验和能级计算的结果,推测出ZnO薄膜中的紫外峰与ZnO带边激子跃迁有关,而绿色发光主要来源于导带底到氧错位缺陷(OZn)能级的跃迁,而不是通常认为的氧空
2001, 50 (11): 2212-2216.
doi:10.7498/aps.50.2212
摘要 +
通过实验对比,研究了CH3CSNH2钝化对铁磁金属与GaAs界面处As扩散行为的影响.发现S钝化处理改变了表面As元素的化学环境,减弱了As元素向铁磁金属外延层中的扩散现象,削弱了As与铁磁金属的反应,形成了较窄的反应层,并且改善了界面磁性.初步探讨了S钝化影响As扩散的原因.
2001, 50 (11): 2217-2220.
doi:10.7498/aps.50.2217
摘要 +
分析和计算了Tsuei三晶实验中有一个结是π结的三结π环的自发磁化,发现与单结π环明显不同,当β=2πLIc/φ0趋于零时,环中仍有自发磁化.详细计算表明随温度下降,β值增大,自发磁化磁矩很快上升并趋于φ0/2.很好地说明了Tsuei的自发磁化温度曲线.
2001, 50 (11): 2221-2225.
doi:10.7498/aps.50.2221
摘要 +
测量了2H-Nb0.9Ta0.1Se2单晶样品在不同电流下电压随磁场变化的曲线V(H),并从V(H)曲线得到V(I)数据.使用标度关系V=α(I-Ic)β进行了拟合,得到了临界电流随磁场Ic(H)和微分电阻随磁场Rd的变化关系.在微分电阻随磁场变化的曲线中,电流较大时,靠近上临界磁场Hc2附近出现一个强峰,而在低电流下,该峰消失.同
2001, 50 (11): 2226-2229.
doi:10.7498/aps.50.2226
摘要 +
分析了微观结构和热处理工艺对矫顽力的影响,发现在矫顽力一定的情况下,磁体的微观结构越“差”,则保证不同批次磁体矫顽力变化不大于某一给定值所需的工艺条件就越严格;反之则越宽松.就同一炉产品而言,微观结构越好的磁体,其矫顽力受烧结(热处理)炉温度梯度的影响越小,其结果是该炉产品的一致性越高.反之,受温度梯度的影响越大,磁体的一致性也就越低.该研究结果说明:在条件许可的情况下,应首先考虑通过改善磁体的微观结构来提高磁性能一致性.
2001, 50 (11): 2230-2234.
doi:10.7498/aps.50.2230
摘要 +
采用磁控溅射方法制备了分别以Ta和Ta/Cu作为缓冲层的一系列NiFe/FeMn双层膜.实验发现,以Ta为缓冲层的NiFe/FeMn双层膜的交换偏置场比以Ta/Cu为缓冲层的NiFe/FeMn双层膜的交换偏置场大.测量了这两种双层膜的织构、表面粗糙度和表面成分.结果表明,以Ta/Cu为缓冲层时,Cu在NiFe层的上表面偏聚是造成NiFe/FeMn双层膜交换偏置场降低的重要原因.
2001, 50 (11): 2235-2240.
doi:10.7498/aps.50.2235
摘要 +
根据制备块状非晶态合金的三条经验准则,选择了成分为Fe62Co8-xCrxNb4Zr6B20和Fe62Co8-xMoxNb4Zr6B20(x=0,2,4)的合金系.利用单辊急冷法制备出厚为30μm宽为5mm左右的条带,并用差热分析、X射线衍射以及
2001, 50 (11): 2241-2246.
doi:10.7498/aps.50.2241
摘要 +
研究了掺钛水热法制备多孔硅的Raman光谱和光致发光谱.实验发现,当激光功率较低时,多孔硅的Raman光谱在略低于520cm-1附近表现为一锐的单峰,和晶体硅的Raman光谱类似.随激光功率增大,该单峰向低波数移动,Raman和光致发光峰的强度与激光强度的一次方成正比.当激光功率增大到一定值时,该单峰分裂成两个Raman峰,光致发光谱的强度突然增大,与激光强度之间不再满足一次方的关系,位于低波数一侧的Raman峰随激光功率增大进一步向低波数移动.多孔硅Raman光谱随激光功率的变化是
2001, 50 (11): 2247-2251.
doi:10.7498/aps.50.2247
摘要 +
对聚合物发光器件中极化子激子的形成与解离过程进行了详细探讨,提出了极化子激子解离的理论模型及解离概率的解析式,分析了激子解离后正、负极化子的输运过程,认为是极化子的链间跃迁实现了聚合物的电导,计算并讨论了内量子效率随外加电场、温度及杂质浓度的变化关系.该模型较好地解释了有关实验现象.
2001, 50 (11): 2252-2257.
doi:10.7498/aps.50.2252
摘要 +
采用离子束共溅射的方法分别制备了一系列FexAg1-x(x=18,45,81)颗粒膜样品,经1h真空退火,通过X射线衍射和光学及磁光测量,研究了它们在不同退火温度下的结构和磁光性质.结果表明其磁光效应与颗粒尺寸密切相关.
物理学交叉学科及有关科学技术领域
2001, 50 (11): 2258-2262.
doi:10.7498/aps.50.2258
摘要 +
采用磁增强活性反应离子镀系统成功地合成了立方氮化硼薄膜.通过给基片施加脉冲直流偏压以代替传统的射频偏压,增强了立方氮化硼的成膜稳定性,研究了基片的直流脉冲偏压、等离子体放电电流、通入气体流量比(Ar/N2)和基片温度沉积参数对立方氮化硼薄膜形成的影响规律.结果表明:随着基片负偏压和放电电流的增大,薄膜中立方氮化硼的纯度提高,当基片负偏压为155V,放电电流为15A时,可获得几乎单相的立方氮化硼薄膜.基片温度为500℃和Ar/N2流量比为10时,最有利于立方氮化硼
2001, 50 (11): 2263-2268.
doi:10.7498/aps.50.2263
摘要 +
利用直流辉光放电等离子体辅助的脉冲激光沉积技术在Si衬底上生长了碳氮薄膜.通过扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、俄歇电子能谱等多种手段,对薄膜的形貌、成分、晶体结构、价键状态等特性进行了分析和确定.结果表明,沉积薄膜为含有非晶SiN和晶态氮化碳颗粒结构,晶态成分呈多晶态,主要为α-C3N4相、β-C3N4相,晶粒大小为40—60nm.碳氮之间主要以C-N非极性共价键形式相结合.
地球物理学、天文学和天体物理学
2001, 50 (11): 2269-2274.
doi:10.7498/aps.50.2269
摘要 +
研究了荧光关联谱(fluorescence correlation spectroscopy,简称FCS)在FCS测量中外加激光梯度场的影响.实验显示,微区内粒子的扩散时间随梯度场强度增加而增加,近似呈线性关系.同时,微区内平均粒子数目随梯度场相应地增加.粒子的极化率越大,相同条件下受到激光梯度场的影响就越大.
研究快讯
2001, 50 (11): 2275-2277.
doi:10.7498/aps.50.2275
摘要 +
在具有纳米绝缘层的多晶锌铁氧体体系中,当晶界为α-Fe2O3纳米量级(6—7nm)的绝缘层时,则构成(ZnxFe3-xO4)-α-Fe2O3非均匀体,高分辨电子显微镜已证实了这种微结构,该体系在0.5T磁场、4.2K温度下,磁电阻效应可达1280%,300℃下为158%.