Vol. 57, No. 11 (2008)
2008年06月05日
总论
2008, 57 (11): 6689-6693.
doi:10.7498/aps.57.6689
摘要 +
研究了一个三维赤道海气振子Kelvin波的方程.利用变分迭代解法，得到了对应模型的近似解.变分迭代方法是一个解析方法，得到的解还能够继续进行解析运算.
2008, 57 (11): 6694-6698.
doi:10.7498/aps.57.6694
摘要 +
研究了一个Lorenz方程的求解问题. 首先构造一组同伦映射，其次决定系统的初始近似，最后通过同伦映射得到了对应模型的各次近似解. 同伦映射方法是一个解析方法，得到的解还能够继续进行解析运算.
2008, 57 (11): 6699-6703.
doi:10.7498/aps.57.6699
摘要 +
研究相空间中变质量力学系统Lie-Mei对称性导致的两个守恒量，给出系统Lie-Mei对称性的定义和判据，引入谐调函数，得到系统Lie-Mei对称性导致的两个守恒量的条件和形式，并给出应用算例. 由于谐调函数可根据寻找规范函数的需要适当选取，且选取具有多样性，因此能够找到系统Lie-Mei对称性更多的守恒量.
2008, 57 (11): 6704-6708.
doi:10.7498/aps.57.6704
摘要 +
研究了一般完整Lagrange系统在无限小变换下的共形不变性，推导出共形不变性的确定方程，并且找到在特殊无限小变换下的共形不变性并且是Lie对称性的共形因子，接下来导出Lagrange系统的运动微分方程共形不变时的Hojman守恒量，并给出应用算例.
2008, 57 (11): 6709-6713.
doi:10.7498/aps.57.6709
摘要 +
研究了广义Hamilton系统在无限小变换下的共形不变性，推导出共形不变性的确定方程，找到在无限小变换下的共形不变性并且是Lie对称性的共形因子，最后导出广义Hamilton系统的运动微分方程共形不变时的Hojman守恒量，并给出应用算例.
2008, 57 (11): 6714-6717.
doi:10.7498/aps.57.6714
摘要 +
对一类完整系统的方程给出其Mei对称性的定义和判据.如果Mei对称性是Noether对称性，则可找到Noether守恒量.如果Mei对称性是Lie对称性，则可找到Hojman型守恒量.举例说明结果的应用.
2008, 57 (11): 6718-6721.
doi:10.7498/aps.57.6718
摘要 +
讨论了Nambu力学系统的Lie对称性；建立了系统Lie对称性的确定方程；得到了该对称性引起的守恒量；研究了Lie对称性逆问题. 并以Euler方程为例说明了本文的主要结果.
2008, 57 (11): 6722-6729.
doi:10.7498/aps.57.6722
摘要 +
提出了一种最小二乘粒子有限元方法，用其模拟了二维水珠滴落水面并飞溅散开的过程.该法基于拉格朗日描述，在每个时间步上使用扩展的Delaunay划分更新计算网格，并应用α形方法识别自由面形状；用最小二乘有限元方法离散流体运动的Navier-Stokes方程，并推导了一种自适应时间步长方案以提高计算效率和鲁棒性；引入网格拉伸技术修正减小流体质量误差.对水滴飞溅进行仿真，得到了与商用软件Flow-3d比较符合的结果，且具有更清晰锐利的自由面.
2008, 57 (11): 6730-6735.
doi:10.7498/aps.57.6730
摘要 +
在球坐标系中研究了具有离心项的Manning-Rosen型标量势与矢量势的Klein-Gordon方程.在标量势等于矢量势的条件下，运用合适的指数近似将具有离心项的径向Klein-Gordon方程转化成超几何微分方程，从而获得了系统的任意l波Klein-Gordon方程解析束缚态径向波函数.最后，对l=0和α=0或1两种特殊情况进行了简单讨论.
2008, 57 (11): 6736-6740.
doi:10.7498/aps.57.6736
摘要 +
利用含时量子变换理论，由量子变换理论中的变换矩阵，方便地给出了含时谐振子的演化算符，从而求得了含时谐振子的精确解.
2008, 57 (11): 6741-6750.
doi:10.7498/aps.57.6741
摘要 +
考虑了在非线性边界条件下的弹性矩形板方程.利用Galerkin方法，首先证明了该方程在非线性边界(a)及初值w0∈W，w1∈W的条件下初边值问题存在唯一整体弱解w(t).其次证明了该方程在非线性边界(b)及初值w0∈W1，w1∈W1的条件
2008, 57 (11): 6751-6757.
doi:10.7498/aps.57.6751
摘要 +
采用两种简单的一维模型，通过直接严格求解该模型下薛定鄂方程给出晶场中的限域情况下电子能级结构以及纳米体系中电子的限域能，从而研究体系的发光蓝移现象.基于限域能的计算，讨论了纳米体系的限域能和发光蓝移随尺寸以及势场的变化关系.结果表明：导带底的电子能级随体系的尺寸增大而降低；而价带顶则随粒径的增大而升高，因此，限域能随纳米尺寸的减小迅速增大.同时将计算结果与通常文献中所采用的有效质量计算的结果进行比较，可以看出二者有明显差别，且尺寸越小，其差异越大.因此，限域能随尺寸的变化并不严格满足通过有效质量方法计算出
2008, 57 (11): 6758-6762.
doi:10.7498/aps.57.6758
摘要 +
应用Pekar变分方法，在抛物量子点中电子与体纵光学声子强耦合条件下，得出了电子的基态和第一激发态的本征能量及基态和第一激发态的本征波函数.以量子点中这样的二能级体系作为一个量子比特.当电子处于基态和第一激发态的叠加态时，计算出电子在时空中作周期性振荡的概率分布.并且得出了概率分布随温度及耦合强度的变化关系.
2008, 57 (11): 6763-6770.
doi:10.7498/aps.57.6763
摘要 +
介绍了几种已存在的复杂网络上的灾害蔓延模型，在对模型进行优缺点评价的基础上，给出了一种网络中存在冗余系统的改进模型.对不同的模型，在不同的网络结构下，仿真分析了蔓延过程的差异以及重要参数的作用.结果表明网络中存在冗余系统的灾害蔓延过程变缓，相应有了更多的应急、补救时间，同时也解释了现实生活中大规模灾害事件很少发生的原因.
2008, 57 (11): 6771-6776.
doi:10.7498/aps.57.6771
摘要 +
以中国铁路车站作为“节点”，每辆列车经过的相邻两个停靠车站之间连接一条“边”，构成有方向有权重的中国铁路客运网.首先研究了该网络的拓扑结构，包括连接度、聚集系数、最短路径和强度，结果表明中国铁路客运网的连接度分布，强度分布都是介于指数分布和幂率分布之间，是一个具有小世界性质的阶层网络.修建铁路需考虑人口分布，行政区域等因素.铁路固定设施成本高，修建完成后很难做变动，因此需考虑诸多空间地理环境对中国铁路客运网的影响，如站点的连接度和站点的相连站点之间的平均行驶距离之间的关系、车站的分布密度与人口密度的关系，
2008, 57 (11): 6777-6785.
doi:10.7498/aps.57.6777
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传统的病毒传播模型在无限大无标度网络上不存在病毒传播阈值，即无论病毒的传播速率多么低，病毒始终能够在网络中传播.但研究发现，这个结论是在网络中存在超级传染者的假设下得到的，然而许多真实的无标度网络中并不存在超级传染者.因此，文章提出了一个最大传染能力限定的病毒传播模型，并从理论上证明了在最大传染能力限定的无限大无标度网络上，病毒传播阈值是存在的；同时，也分析了最大传染能力限定下非零传播阈值与有限规模网络下非零传播阈值的本质区别，并解释了为什么人们总是认为传统病毒传播模型对许多真实网络病毒感染程度估计过高的
2008, 57 (11): 6786-6791.
doi:10.7498/aps.57.6786
摘要 +
发展多重尺度方法，解析研究了准二维凝聚体中孤子的动力学行为.当原子间为相互排斥作用时，凝聚体中可观察到暗孤子.计算表明，该暗孤子不稳定，将随时间演化成幅度较小的暗孤子环.特别是，所形成的暗孤子环被表明具有动力学稳定性.
2008, 57 (11): 6792-6798.
doi:10.7498/aps.57.6792
摘要 +
用简化的延时率函数模型对集合种群的稳定性和平均灭绝时间进行研究.对集合种群的定态概率分布函数和平均首通时间的分析和计算，发现：1)延迟时间增大将使集合种群在斑块中占有率减小；2) 随延迟时间增大，集合种群的灭绝时间将会减小.
2008, 57 (11): 6799-6807.
doi:10.7498/aps.57.6799
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构造了一个新的三维连续自治混沌系统.该系统含有两个参数、一个反正切函数形式的非线性项.基于线性矩阵不等式方法研究了系统的稳定性.通过理论分析、数值仿真、Lyapunov指数谱、分岔图以及Poincaré截面图分别研究了系统的复杂动力学特性.
2008, 57 (11): 6808-6814.
doi:10.7498/aps.57.6808
摘要 +
利用对Lü系统实施反混沌控制的方法，构建了一类关联且有多种切换方式的四维超混沌Lü系统.依据系统的分岔图确定了各个子系统都处于超混沌状态时，系统参数的取值范围.分析了超混沌Lü系统平衡点的性质、超混沌吸引子的相图和Lyapunov指数等特性，设计并实现了这类可切换超混沌Lü系统的硬件电路，利用系统选择器，同一电路可以实现多个关联子系统的功能.电路实验表明，可切换的复杂超混沌Lü系统具有丰富的动力学行为.
2008, 57 (11): 6815-6823.
doi:10.7498/aps.57.6815
摘要 +
以Barkley模型为对象，研究了可激介质的非均匀性对螺旋波斑图形成的影响.该模型中各参数与可激介质的属性密切相关，通过参数涨落的正态分布来刻画非均匀性，数值研究了单参数以及多参数涨落的正态分布情形下螺旋波斑图的形成.研究表明，可激介质的非均匀性对于螺旋波波纹的粗细及疏密程度有较大影响.参数涨落分布的方差越大，形成的螺旋波波纹越粗糙.对于两参数均匀分布的极端情形，当参数分布大于某一范围，无法形成螺旋波.这些都与螺旋波旋转的角频率密切相关.螺旋波旋转的角频率越大，螺旋波波纹越粗，同时波纹越密集；反之，螺旋波
2008, 57 (11): 6824-6829.
doi:10.7498/aps.57.6824
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研究了参数摄动情形下的混沌异结构同步问题，基于Lyapunov稳定性定理并结合范数理论给出了系统参数摄动下实现混沌异结构同步的一个充分条件，为同步控制器的设计提供了一般方法.只要两混沌系统维数相等，状态变量可测，就可利用所提方法实现系统参数摄动下的异结构同步，并能够保证在同步实现后同步控制量伴随误差变量一同收敛至零.该方法鲁棒性强，适用范围广，通过对混沌系统、超混沌系统的同步仿真，证实了该方法的有效性.
2008, 57 (11): 6830-6836.
doi:10.7498/aps.57.6830
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研究了噪声在控制中的作用.研究发现，较小强度的偏噪声信号能够使系统失去层流态，重新进入无序态，此时模式之间的广义相同步也失去了；而噪声强度较大时，系统则能够维持准周期的层流态，模式相位之间依然能够达到广义相同步.
2008, 57 (11): 6837-6843.
doi:10.7498/aps.57.6837
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研究了分数阶混沌系统的同步问题，以分数阶新超混沌系统为例，设计了三种同步方法，运用拉普拉斯变换理论和分数阶线性稳定理论给以证明，数值仿真或电路仿真证实了所提同步方法的有效性和可行性.
2008, 57 (11): 6844-6851.
doi:10.7498/aps.57.6844
摘要 +
采用非连续反馈方法来控制Fitz-Hugh-Nagumo方程描述的激发介质中的螺旋波. 在控制过程中，对于系统各个格点快变量的幅值进行观测并和设定的阈值进行比较，当采样格点的快变量的值大于这个阈值时，则对系统进行直接小幅度的负反馈. 研究发现：在对系统所有格点快变量幅值观测时选择比较小的阈值则更容易将系统的螺旋波消除掉并使系统达到稳定均匀态. 在比较大的阈值下，系统的螺旋波则变得稀疏，也可以导致螺旋波的破裂. 在任意选择单个格点的快变量观测下，比较小的反馈强度仍然可以消除螺旋波，系统也达到稳定均匀态. 当
2008, 57 (11): 6852-6858.
doi:10.7498/aps.57.6852
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基于分数阶线性系统稳定性理论，结合反馈控制和主动控制方法，提出了一种分数阶混沌系统异结构同步方法，给出了同步控制器解析式. 以分数阶Chen混沌系统和分数阶Liu混沌系统、分数阶新超混沌系统和分数阶超混沌Rssler系统的异结构同步为例, 进行了数值模拟，证实了该方法的有效性和可行性.
2008, 57 (11): 6859-6867.
doi:10.7498/aps.57.6859
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提出一个新的五阶超混沌电路. 该电路由三个线性电感、两个线性电容、一个线性负电阻和二个非线性元件组成，并具有π形的电路结构. 其主要特征是，利用非线性元件的作用来切换电路中的时间常数，使其电压和电流发生急剧变化. 利用负电阻可满足电路局部发散的条件，并且这种电压和电流的急剧变化以及局部发散是该电路产生混沌与超混沌的两个前提条件. 分岔和李雅普诺夫指数计算结果表明，随着分岔参数的改变，电路的振荡机理由周期态演变为混沌态，再由混沌态演变为超混沌态. 设计了五阶超混沌电路，给出了硬件实验结果.
2008, 57 (11): 6868-6877.
doi:10.7498/aps.57.6868
摘要 +
输油管道压力波动的内在动态特征，采用非线性的分析方法探讨了实测输油管道压力波动中存在混沌动态特性的可能性. 以6个典型的输油管道压力实测数据集为研究对象，重构相空间、求得了分形维数和Lyapunov指数谱、验证了数据的平稳性和非线性. 通过对所得结果的分析，从理论上证明了输油管道压力信号具有严格混沌动态特性. 为基于输油管道压力时间序列的研究提供了混沌理论基础.
2008, 57 (11): 6878-6882.
doi:10.7498/aps.57.6878
摘要 +
提出外腔延时反馈半导体激光器混沌偏振可调控制方法，分别建立了垂直正交偏振延时双反馈、同偏振面方向延时双反馈以及任意可调偏振延时双反馈激光动力学物理模型. 通过调节激光器外腔光路中的平面镜和光衰减器可控制一平面偏振反馈光的延时时间及光反馈量，或调节一偏振反馈光的偏振面到另一个偏振反馈光的偏振面方向上或者到任意偏振方向都可进行激光混沌控制. 数值结果证明该方法可以控制激光混沌到单周期态、多周期态等，还发现该控制可使激光器同时呈现偏振周期振荡、偏振反周期振荡、稳定三种动力学行为等.
2008, 57 (11): 6883-6887.
doi:10.7498/aps.57.6883
摘要 +
利用匹配半径外的某些固定区域内的离子数目提供控制信息，采用对数函数控制器对强流离子束进行束晕－混沌控制的数值模拟研究. 结果显示，该方法能够有效地抑制五种不同初始分布的离子束的束晕再生现象. 该方法由于控制信息的探测区域小且能固定，在实验上便于实施.
2008, 57 (11): 6888-6895.
doi:10.7498/aps.57.6888
摘要 +
研究了Duffing单边约束系统在谐和与随机噪声联合激励下的响应问题. 用谐波平衡法和摄动法分析了系统在确定性谐和激励和随机激励联合作用下的响应，用随机平均法讨论了随机扰动项对系统响应的影响. 在一定条件下，当约束距离较大时对应于不同的初始条件，系统具有两个非碰撞的稳态响应；而当约束距离不大时，对应于不同的初始条件，系统也可以有两个不同的稳态响应，其中一个是发生碰撞的响应，而另外一个则不发生碰撞. 数值模拟表明该方法是有效的.
2008, 57 (11): 6896-6900.
doi:10.7498/aps.57.6896
摘要 +
探讨自组织通信网络中局部行为与系统整体行为的关联, 对于相关系统的设计和控制具有重要应用价值. 利用二维元胞自动机模型对无线传感网络的拓扑控制过程进行模拟, 可以分析节点间局部交互作用规则对网络整体行为的影响. 研究表明, 在不同的局部演化规则作用下, 该系统呈现出复杂的时空演化现象, 发现系统整体行为空间中存在振荡、衰减、稳定等基本模式, 并且该模型可以反映系统内不同全局目标之间的折中关系, 为进一步研究无线传感网络整体行为的控制问题提供一种新的途径.
2008, 57 (11): 6901-6908.
doi:10.7498/aps.57.6901
摘要 +
基于元胞自动机对对向行人交通流进行仿真研究. 模型利用四个动态参数反映行人移动区域和其视野范围内的实际情况，从而决定行人的行为选择，行人可以根据自身周围的情况选择前进、后退、等待、左右移动、交换位置等行为. 仿真研究不同方向比例与不同系统规模的对向行人流的速度-密度、流量-密度关系. 研究结果表明，系统存在相位转换和临界密度，方向比例和系统规模对行人流的速度-密度、流量-密度关系曲线的形状和系统临界密度值有一定的影响.
2008, 57 (11): 6909-6920.
doi:10.7498/aps.57.6909
摘要 +
利用气液两相流电导波动信号构建了流型复杂网络. 基于K均值聚类的社团探寻算法对该网络的社团结构进行了分析，发现该网络存在分别对应于泡状流、段塞流及混状流的三个社团，并且两个社团间联系紧密的点分别对应于相应的过渡流型. 基于复杂网络理论从全新的角度探讨了两相流流型复杂网络社团结构及统计特性问题，并取得了满意的流型识别效果，与此同时，在对该网络特性进一步分析的基础上，发现了对两相流流动参数变化敏感的相关复杂网络统计量，为更好地理解两相流流型动力学特性提供了参考.
2008, 57 (11): 6921-6925.
doi:10.7498/aps.57.6921
摘要 +
实验研究了掺镱双包层保偏大模面积光子晶体光纤飞秒激光放大器. 获得了平均功率达16W的飞秒激光放大输出，在50MHz重复频率下，对应的单脉冲能量达到320nJ. 增益光纤长3.5m，由于自相位调制效应，种子光脉冲光谱在放大过程中同时展宽，从而支持更窄的脉冲宽度. 经过光栅后，脉冲宽度压缩到了85fs. 系统中的振荡器和放大器基于同一种具有偏振结构的大模面积光子晶体光纤，具有很好的环境稳定性和进一步集成的可能.
原子和分子物理学
2008, 57 (11): 6926-6931.
doi:10.7498/aps.57.6926
摘要 +
采用基于密度泛函理论的非平衡态格林函数方法，研究了Pt-H2微结点在平衡态和低偏压下的电子输运行为，考察了电极-分子耦合形貌对结点输运性质的影响，并采用费曼路径概念从结点局域轨道出发分析了其输运特性. 发现H2分子的反键轨道可以参与结点的低偏压电子输运，偏压可以通过改变系统局域分子轨道来影响其输运性质.
2008, 57 (11): 6932-6938.
doi:10.7498/aps.57.6932
摘要 +
运用质心变换-拟合的方法，使用Murrell-Sorbie势能函数拟合在对称性匹配微扰理论下精确计算He-HF体系的相互作用能数据，得到了He原子与同位素分子HF(DF，TF)复合物的相互作用势的解析形式. 在此基础上，完成了入射He原子能量分别为50meV,59.5meV,86meV,100meV和120meV时，He-HF(DF，TF)碰撞体系散射截面的密耦计算，获得了弹性、非弹性和总积分截面等信息，并讨论了散射截面的变化趋势及特征.
唯象论的经典领域
2008, 57 (11): 6939-6945.
doi:10.7498/aps.57.6939
摘要 +
基于水的电离理论和颗粒动力学理论，提出了一种风沙运动颗粒碰撞的静电起电模型：颗粒表面覆盖有水分子薄层，颗粒间的碰撞导致能量转移和颗粒温度变化；水电离生成H3O+和OH-离子，当两个温度不同或水分子薄层正(负)离子浓度不同的颗粒相接触时，H3O+比OH-以更快地速度从浓度高的地方向浓度低的地方迁移. 在动力学的模拟计算中采用0.1mm,0.2mm和0.4mm三种粒径的沙粒以示沙
2008, 57 (11): 6946-6954.
doi:10.7498/aps.57.6946
摘要 +
应用矢量电磁场理论和波导模型推导出离轴照明下的矢量霍普金斯公式，与传统的标量霍普金斯公式不同之处在于引入了入射角及入射方位角. 通过仿真实际投影光刻工艺下三维掩模的成像效果，分析了最佳入射角范围，讨论了离轴照明时入射角对最终成像质量的影响.
2008, 57 (11): 6955-6961.
doi:10.7498/aps.57.6955
摘要 +
应用光学图像加密的思想，将离散四元数傅里叶变换(DQFT)与双随机相位加密技术相结合，提出了一种应用于彩色图像的双随机相位加密新技术. 基于DQFT的双随机相位加密技术可将彩色图像作为一个整体进行加密，从而在保持了系统的保密性能的同时，有效地降低了复杂性. 阐述了加密和解密的原理，并通过实验对其鲁棒性进行了验证.
2008, 57 (11): 6962-6967.
doi:10.7498/aps.57.6962
摘要 +
通过光学腔内置周期极化磷酸氧钛晶体的连续光学参量振荡器，以532nm光场为抽运场，产生1064nm的真空压缩态光场，利用平衡零拍探测技术得到3.41dB的实测压缩度，并采用量子层析技术重构出真空压缩态光场在相空间的Wigner准概率分布函数.
2008, 57 (11): 6968-6975.
doi:10.7498/aps.57.6968
摘要 +
运用量子信息熵理论研究了二能级原子与频率随时间变化的相干态光场作用的双光子过程中纠缠度演化，主要讨论了光场频率随时间作正弦调制和脉冲调制两种情况下，纠缠随时间的演化特性. 当光场频率随时间作正弦调制时，原子与光场的纠缠度明显增大，并保持高纠缠度. 通过改变光场频率调制的频率β和振幅α，发现原子与光场纠缠度的演化过程对调制的振幅更加敏感. 当光场频率随时间作脉冲调制时，在纠缠度最大值处开始加脉冲比在最小值处加脉冲能够更快、更容易实现原子与光场纠缠度的提高和稳定. 脉冲调制的突变使
2008, 57 (11): 6976-6981.
doi:10.7498/aps.57.6976
摘要 +
研究了三能级原子系综与相干控制场以及量子探测场的相互作用下的受激拉曼系统.运用量子理论推导出了该受激拉曼系统中由于量子场真空涨落引起的量子噪声以及受激散射的量子化光场噪声谱，并且数值计算了注入拥有非经典涨落的量子探测场,真空涨落所引起的量子噪声谱.
2008, 57 (11): 6982-6986.
doi:10.7498/aps.57.6982
摘要 +
报道了利用激光二极管列阵端面抽运Nd∶YVO4混合腔板条激光器连续波输出的实验结果，获得近衍射极限的60 W连续激光输出. 实验证明两种晶体输出功率相当，低掺杂浓度的Nd∶YVO4晶体更有利于得到近衍射极限的高功率输出，但同时对冷却水温度的变化也较敏感.
2008, 57 (11): 6987-6991.
doi:10.7498/aps.57.6987
摘要 +
提出了一种能够简单、准确测量二极管侧面抽运固体激光器热透镜焦距的方法，明确提出采用非对称平平腔测量时，激光晶体端面与腔镜的间距不需要为零，并从实验上证明了方法的可靠性. 应用该方法的测量结果可以优化复合折叠和频黄光激光器的结构，保证两束基频在腔内达到最佳的空间重合，提高腔内和频效率.
2008, 57 (11): 6992-6997.
doi:10.7498/aps.57.6992
摘要 +
针对高功率激光装置四程放大系统的特点，利用矩阵光学原理，建立了四程放大准直系统的数学模型；基于此模型，设计了四程放大系统的准直调整方案；得出了近、远场偏移量与调整量关系的解析解.
2008, 57 (11): 6998-7004.
doi:10.7498/aps.57.6998
摘要 +
采用Fabry-Perot半导体激光器作为全光时钟分频器件，利用光注入半导体激光器产生的非线性动力学特性，实现了光脉冲的重复速率在9.0 GHz到19.8 GHz范围内连续可调的全光时钟分频. 同时利用半导体激光器速率方程，对脉冲光注入半导体激光器产生时钟分频进行了数值模拟. 实验和模拟结果表明半导体激光器在光注入的驱动下处于一周期振荡状态，当一周期振荡的二次谐波频率接近脉冲光的重复速率时，其二次谐波和基频被脉冲光同时锁定，此时将输出频率为脉冲光重复速率一半的时钟信号. 同时研究了波长失谐量和注入光功率对
2008, 57 (11): 7005-7011.
doi:10.7498/aps.57.7005
摘要 +
研究了慢光模式在SOI(silicon-on-insulator)材料光子晶体线缺陷弯折波导中的传输特性. 通过优化波导弯折处的结构参数，慢光模式在光子晶体60°与120°弯折波导中的透射率提高10倍以上，归一化透射率分别达到80%和60%以上. 为了进一步减慢光速，设计了新颖的高Q值耦合腔弯折波导结构，在归一化透射率达到75%的基础上，光波群速度低至c/170(c为真空光速). 研究结果对于增强光子晶体的慢光效应，提高光子晶体慢光器件的微型化和集成化都有一定的积
2008, 57 (11): 7012-7016.
doi:10.7498/aps.57.7012
摘要 +
利用传输矩阵法得到了微环耦合谐振光波导色散关系的一般表达式，并由色散关系出发讨论了光脉冲在微环耦合谐振光波导中传输时的线性特性，包括带宽、群速度、色散和线性相位变化，这些特性对微环耦合谐振光波导在光通信和光传感领域的应用有重要意义.
2008, 57 (11): 7017-7021.
doi:10.7498/aps.57.7017
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提出了一种新的超短放大脉冲的载波-包络相位还原方法，应用小波变换从超短放大脉冲的光谱拍频干涉中直接提取载波-包络相位. 消除了传统的Fourier变换方法不同宽度的滤波窗口引入不同程度的相位噪声而产生不确定性的影响，得到了更精确的载波-包络相位信息，对于近单周期超短脉冲特性测量具有重要意义.
2008, 57 (11): 7022-7029.
doi:10.7498/aps.57.7022
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理论分析了水下圆柱形Helmholtz共振器的声学特性. 综合考虑壁面弹性和辐射阻抗的影响，基于电-声类比的基本原理，建立了较为完善的水下圆柱形Helmholtz共振器的低频集中参量模型. 利用电路分析的基本方法，得到了系统的输入阻抗和声压传递函数表达式. 仿真分析了主要结构参数对共振器声学特性的影响，得出了一些有意义的结论. 在充水驻波罐中对自制的Helmholtz共振器进行了测量，并对实验结果进行了详细地误差分析. 去除压电水听器对测量结果的影响后，实验与仿真结果基本一致，从而验证了理论分析的正确性.
流体、等离子体和放电
2008, 57 (11): 7030-7037.
doi:10.7498/aps.57.7030
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理论上研究了两束交叉传播的激光束与等离子体相互作用产生的电子和离子密度调制. 用一维粒子模拟程序(particle-in-cell，PIC)研究了两束激光脉冲产生的干涉场激发的等离子体布拉格光栅. 研究表明等离子体初始密度、脉冲强度和宽度共同影响等离子体布拉格光栅的演化. 光栅的密度峰值可以达到初始等离子体密度的8倍以上，并且可以维持几皮秒的时间. 等离子体布拉格光栅可以囚禁由受激拉曼散射形成的电磁孤子，从而形成准稳态的孤子结构，很大程度上降低了形成电磁孤子所要求的激光脉冲强度.
2008, 57 (11): 7038-7043.
doi:10.7498/aps.57.7038
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使用补偿朗缪尔探针诊断技术，研究了60MHz/13.56MHz双频激发容性耦合等离子体的空间电子行为，得到了电子能量概率函数(EEPF)随径向位置和低频输入功率的演变行为. 实验结果表明，13.56MHz射频输入功率的变化主要影响低能电子的布居，其影响随气压升高而加大. 在等离子体放电中心以外，EEPF呈现出双峰分布的特性，同时发现从放电中心到极板边缘，次能峰有逐渐向高能区漂移的现象，次能峰的出现显示了中能电子的增强的加热效应. 通过EEPF方法，计算了等离子体的电子温度、电子密度. 讨论了等离子体中的电
凝聚物质：结构、热学和力学性质
2008, 57 (11): 7044-7051.
doi:10.7498/aps.57.7044
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以27个铁原子成立方排列的晶体结构为模型，通过数值模拟和重构，讨论了入射光源的偏振性对原子像的影响.结果表明，入射光源的偏振性对原子像的可观测性有非常重要的影响.为此，提出了一种能同时消除光源偏振性影响和全息成像所固有的孪生像的数字重构新算法，并通过数字模拟及重构，结果证明了这是一种有效的数字重构算法，能够解决实验过程中光源偏振性和孪生像对原子像的影响.
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2008, 57 (11): 7052-7056.
doi:10.7498/aps.57.7052
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通过建立二维薛定谔方程和泊松方程数值模型，对基于硅量子点浮置栅和硅量子线沟道三栅结构单电子场效应管(FET)存储特性进行了研究.通过在不同尺寸、栅压和不同写入电荷条件下，对硅量子线沟道中电子浓度的二维有限元自洽数值求解，研究了在纳米尺度下硅量子线沟道中量子限制效应和电荷分布对于器件特性的影响.模拟结果发现，沟道的导通阈值电压随着尺寸的缩小而提高，并随浮置栅内存储的电子数目的增加而明显升高.然而，这样的增加趋势在受到纳米尺度沟道中高电荷密度的影响下将出现非线性饱和趋势.进一步研究发现，当沟道尺寸较小时，沟道
2008, 57 (11): 7057-7062.
doi:10.7498/aps.57.7057
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采用简单的热蒸发方法，不使用任何催化剂，在硅基底上制备出了两种垂直于基底、整齐排列的氧化锌纳米针阵列.它们具有均匀的分布以及一致的取向和高度.场发射性能研究表明它们同时具有较低的开启和阈值场强，稳定的发射电流和长时间维持发射的能力.较低的开启和阈值场强来源于它们较高的长径比和较细的尖端；稳定发射电流和长时间维持发射的能力来源于它们在基底上均匀一致的分布以及由于较粗的根部带来的与基底的良好接触.实验结果表明整齐的氧化锌针状纳米结构阵列是一种理想的平面场发射材料.
2008, 57 (11): 7063-7068.
doi:10.7498/aps.57.7063
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采用射频磁控溅射方法制备单层TaN，NbN和TiN薄膜和不同调制周期的TaN/TiN和NbN/TiN纳米多层膜.薄膜采用X射线衍射仪、高分辨率透射电子显微镜和显微硬度仪进行表征.结果表明TaN/TiN和NbN/TiN纳米多层膜在一定的调制周期范围内均呈共格界面，相应地均出现了超硬效应，且最大硬度值接近.分析了TaN/TiN与NbN/TiN纳米多层膜的超硬机理，TaN/TiN的晶格错配度与NbN/TiN的接近，但TaN/TiN的弹性模量差与NbN/TiN的有一定的差别，表明由于晶格错配使共格外延生长在界面处
2008, 57 (11): 7069-7077.
doi:10.7498/aps.57.7069
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在单壁碳纳米管电浸润现象原子模拟的基础上，对双壁碳纳米管的电浸润现象进行了计算机模拟.运用经典分子动力学方法结合一个宏观的电毛细管模型模拟了双壁碳纳米管在水银中的电浸润过程，对不同内管尺寸情况下的浸润现象作了研究和比较.计算结果表明双壁碳管和单壁碳管的电浸润过程存在很大的不同，双壁碳管的内管在电浸润过程中起到重要的作用：当改变双壁碳管中内管的尺寸时，浸润现象会产生很大的改变.
2008, 57 (11): 7078-7082.
doi:10.7498/aps.57.7078
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结合Rietveld结构解析和拉曼光谱对单相多晶的Sm原子填充的skutterudite化合物SmyFexCo4-xSb12进行了分析.Rietveld精确化结果表明：SmyFexCo4-xSb12化合物具有填充式skutterudite结构，Sm原
2008, 57 (11): 7083-7087.
doi:10.7498/aps.57.7083
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利用内耗手段研究了淬火空位的演变行为及其对Cu-11.9Al-2.5Mn(wt%)形状记忆合金逆马氏体相变温度的影响.通过对不同冷却方式的样品研究表明，较高的冷却速度可以导致较高的逆马氏体相变峰峰温.而对于水淬样品，相变峰峰温随淬火温度呈非单调变化行为，这可能与有序相及无序相中不同的空位形成能有关.经历热循环以后，逆马氏体相变峰峰温显著降低.
2008, 57 (11): 7088-7093.
doi:10.7498/aps.57.7088
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对碲镉汞长波和中波焦平面光伏器件进行了实时γ射线辐照效应研究，通过辐照过程中实时测试器件的电流-电压特性，发现随着辐照剂量的增加，中波器件比长波器件表现出更好的抗辐照能力.对于长波器件，随着辐照剂量的增大，能够反映器件性能的零偏电阻逐渐降低；对于中波器件，零偏电阻随着辐照剂量的增加无固定变化趋势，辐照效应主要表现在电阻-电压曲线随着辐照剂量增加出现越来越明显的扰动.根据光伏器件的暗电流机理，对长波器件的电阻-电压曲线进行数值拟合，发现辐照引起少子产生-复合寿命逐渐降低，缺陷密度逐渐增大，主要影响的电流机理
2008, 57 (11): 7094-7099.
doi:10.7498/aps.57.7094
摘要 +
采用分子静力学方法结合量子修正的 Sutton-Chen多体势研究了含圆孔的纳米薄膜在单向加载过程中的力学行为，并采用共近邻分析方法研究了薄膜的微结构演化过程.模拟结果表明：孔洞的引入显著地降低了纳米薄膜的杨氏模量和屈服应力；在拉伸过程中，孔洞的形状随着应变的增加逐渐由圆形变为椭圆形，最终孔洞闭合；纳米薄膜在进入塑性变形阶段后，薄膜内部出现原子的堆跺层错，这种层错结构的出现是肖克莱不全位错在薄膜内部沿着{111}面的［112］方向运动的结果.
2008, 57 (11): 7100-7107.
doi:10.7498/aps.57.7100
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采用Tokuda线性组合算符法和Lee-Low-Pines变换法，研究了温度和磁场对非对称抛物量子点中强耦合磁极化子性质的影响，简捷地得到了作为量子点的横向受限强度ω1、纵向受限强度ω2、电子-声子耦合强度α、外磁场的回旋频率ωc和温度参数γ的函数的磁极化子的振动频率λ、基态能量E0和有效质量m
2008, 57 (11): 7108-7113.
doi:10.7498/aps.57.7108
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通过对比研究重掺砷直拉硅片和轻掺n型直拉硅片经过低温(450—800℃)和高温(1000℃)两步退火的氧沉淀行为，阐明了低温退火对重掺掺砷直拉硅片的氧沉淀形核的作用.研究指出：重掺砷硅片在450℃和650℃退火时的氧沉淀形核比在800℃退火时更显著，这与轻掺硅片的情况截然相反；此外，与轻掺硅片相比，重掺砷硅片在450℃和650℃退火时氧沉淀的形核得到增强，而在800℃退火时氧沉淀的形核受到抑制.分析认为，重掺砷硅片在450℃和650℃退火时会形成砷-空位-氧(As-V-O)复合体，它们促进了
2008, 57 (11): 7114-7118.
doi:10.7498/aps.57.7114
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采用PECVD工艺制备了非晶，微晶和多形硅薄膜，研究了电极间热梯度对氢化硅薄膜结构的影响.根据拉曼光谱得到了微晶硅的晶化率，并在椭偏仪中用BEMA模型验证了其准确性.根据理论模型研究了热梯度对微晶和多形硅薄膜沉积机理的影响.研究薄膜厚度对晶化率的影响表明微晶薄膜底端和表面之间存在晶化梯度，而多形硅薄膜中无晶化梯度存在.采用Tauc-Lorentz模型拟合得到薄膜的结构参数表明非晶硅薄膜的致密度和有序度低，而多形硅和微晶硅薄膜的有序度、致密度相近，且明显高于非晶硅.
2008, 57 (11): 7119-7125.
doi:10.7498/aps.57.7119
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结合Williamson-Hall plot方法和线型分析方法的优点，提出了一种有效分离有限晶粒尺寸和非均匀应力等X射线衍射展宽效应的方法，可以用于GaN外延层厚度等参数的快速精确测量.用该方法对一系列在蓝宝石衬底上生长的厚度在0.7—4.2μm的GaN外延膜进行了测量，并与椭圆偏振光谱法测量结果进行了比较，结果表明其差别<4%，反应了这种方法的准确性.
凝聚物质：电子结构、电学、磁学和光学性质
2008, 57 (11): 7126-7131.
doi:10.7498/aps.57.7126
摘要 +
运用原子模拟技术考察了La1-xCaxMnO3(x≤1/3)中Ca的分布，发现低温下掺杂的Ca离子倾向于团簇化分布，形成纳米尺度的团簇.对加压和温度下团簇的稳定性也进行了研究，发现这种团簇在3 GPa和120 K下是稳定的.这种化学相分离可能是造成La1-xCaxMnO3中结构和电磁性质不均匀的原因之一.
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2008, 57 (11): 7132-7138.
doi:10.7498/aps.57.7132
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基于第一性原理电子结构和输运性质计算，研究了单空位缺陷对单层石墨纳米带(包括zigzag型和armchair型带)电子性质的影响.研究发现，单空位缺陷使石墨纳米带在费米面上出现一平直的缺陷态能带；单空位缺陷的引入使zigzag型半导体性的石墨纳米带变为金属性，这在能带工程中有重要的应用价值；奇数宽度的armchair型石墨纳米带表现出金属特性，有着很好的导电性能，同时，偶数宽度的armchair型石墨带虽有金属性的能带结构，但却有类似半导体的伏安特性；单空位缺陷使得奇数宽度的armchair石墨纳米带导电
2008, 57 (11): 7139-7144.
doi:10.7498/aps.57.7139
摘要 +
采用基于广义梯度近似的投影缀加平面波(projector augmented wave)雁势和具有三维周期性边界条件的超晶胞模型，用第一性原理方法，计算并分析了Au在CeO2(110)和Zr掺杂的CeO2(110) 面的吸附能，吸附结构和电子结构等特征.从而得出Zr掺杂对Au/CeO2(110)吸附体系的影响.结果表明：Zr的掺杂增大了Au在CeO2(110) 面的吸附能，并改变了最强吸附位置，且导致了吸附体系中衬底结
2008, 57 (11): 7145-7150.
doi:10.7498/aps.57.7145
摘要 +
采用基于第一性原理的赝势平面波方法系统地计算了Mg2Sn基态的电子结构、弹性常数和热力学性质.计算结果表明Mg2Sn的禁带宽度为0.1198eV.运用线性响应方法确定了声子色散关系和态密度，得出Mg2Sn的热力学性质如等容比热和德拜温度.计算Mg2Sn的热导率并与实验数据相比较.
2008, 57 (11): 7151-7156.
doi:10.7498/aps.57.7151
摘要 +
基于密度泛函理论，利用局域密度近似的第一性原理平面波赝势方法，对掺K以及含有氢填隙(Hi)、氧空位(VO)、锌填隙(Zni)和锌空位(VZn)的K:ZnO电子结构分别进行了研究.结果表明，1) 单独掺K可引入浅受主，但系统总能增高；2) K与H共掺可降低系统总能，提升稳定性；3) VO在K+H:ZnO中的形成比Zni困难得多，二者都是
2008, 57 (11): 7157-7163.
doi:10.7498/aps.57.7157
摘要 +
采用分子动力学(MD)模拟方法，研究了二元体系中相分离过程、粒子的扩散系数以及相分离域尺寸大小随温度的变化规律.发现，相分离域随温度的生长过程可以分为两个阶段，分别是温度比较高的快速生长阶段和低温时的稳定生长阶段；相分离体系中系统的扩散激活能不是常数，而是一个随温度变化的函数，并且当温度高于60 K时，满足关系式E(T)=a+bTc.讨论了组元尺寸的变化对相分离过程的影响.结果表明，随两组元中某一组元
2008, 57 (11): 7164-7167.
doi:10.7498/aps.57.7164
摘要 +
运用第一性原理研究了掺硼碳纳米管(BCNT)顶端吸附水分子后的电子场发射性能.结果表明：掺B及吸附H2O的碳纳米管(BCNT+H2O)端部形成电子聚集的原子尺度微区，其电子态密度(DOS)在费米能级(Ef)附近有很大提高.根据计算的电子DOS，HOMO/LUMO及Mulliken电荷分布等可知BCNT+H2O比CNT+H2O有更好的场发射性能.
2008, 57 (11): 7168-7172.
doi:10.7498/aps.57.7168
摘要 +
采用脉冲激光沉积法分别在(100)LaAlO3和(100)SrTiO3基片上生长了La0.33Pr0.34Ca0.33MnO3薄膜，并通过磁测量和电输运测量对生长在不同基片上的La0.33Pr0.34Ca0.33MnO3薄膜的物性进行了研究.结果表明，基片和薄膜之间的压应力导致La
2008, 57 (11): 7173-7177.
doi:10.7498/aps.57.7173
摘要 +
以纳米碳管阵列为研究对象，利用镜像悬浮球模型及Fowler-Nordheim电流密度公式，对纳米碳管阵列的场发射电流密度进行计算，进而综合考虑场发射增强因子及场发射电流密度对纳米碳管阵列场发射性能进行定量优化.参考碳管阵列场发射电流密度最大值及场发射增强因子，表明当纳米碳管阵列间距为碳管高度十分之一时，纳米碳管阵列的场发射性能得到优化.与以前的理论估算结果相比，优化的阵列间距进一步减小.当纳米碳管间距过大，场发射增强因子增加，而场发射电流密度会在更大程度上减小；当纳米碳管密度较大时，场发射增强因子受到静电
2008, 57 (11): 7178-7184.
doi:10.7498/aps.57.7178
摘要 +
有效介质理论自洽方程被用来研究非磁性半导体材料的异常磁电阻效应. 通过建立两组分无序电导网络，同时引入组分的霍尔效应，计算了体系的有效电导张量随磁场和组分浓度的变化关系.结果表明，当两种组分具有不同类型的载流子时，体系中各组分零场电阻的差异将导致在垂直磁场和平行磁场方向上产生异常的磁电阻效应.这些宏观的磁电阻效应来源于体系中的非均匀性，并与组分的几何逾渗结构具有明显的关联.
2008, 57 (11): 7185-7189.
doi:10.7498/aps.57.7185
摘要 +
设计制备了一种由双层半绝缘GaAs:EL2晶体组成的新型超快光电导功率开关.由于触发状态下双层GaAs晶体之间满足动态分压关系，使该开关在强电场偏置下触发时，双层GaAs晶体既能先后发生高增益过程，又能相互抑制对方进入锁定状态，开关输出为近似方波的双峰脉冲.因此，这种开关的工作方式既具有非线性模式特有的所需触发光能小、上升速度快等优点，又具有线性模式特有的重复工作频率高、使用寿命长等优点.偏压6500V时用脉宽8ns、能量3mJ的1064nm激光触发，输出电脉冲的上升沿为13.2ns，下降沿为54.6ns
2008, 57 (11): 7190-7193.
doi:10.7498/aps.57.7190
摘要 +
采用金属有机物化学气相淀积方法在铝酸锂LiAlO2衬底上外延生长m面GaN薄膜.X射线衍射测量的结果表明所得薄膜具有较理想的m面晶体取向，并对其各向异性的应变进行了计算，摇摆曲线的测量发现样品存在明显的面内结构各向异性.采用偏振光致发光研究材料的面内光学各向异性，发现随着偏振角度的改变，发光峰的峰位和强度均有明显变化，并用对称性破缺导致价带子带劈裂的理论对结果进行了解释.
2008, 57 (11): 7194-7199.
doi:10.7498/aps.57.7194
摘要 +
依据Landau-Lifshitz阻尼项和Gilbert阻尼项的磁矩转动方程，提出统一形式的磁化率张量表达式.基于等效磁导率将非晶丝中各向异性的电磁场求解问题转化为等效的各向同性问题，进而分析了套在绝缘磁环或导电磁环中非晶丝的阻抗.采用基于有限元的数值方法仿真磁环中非晶丝的阻抗，仿真结果验证了理论分析结论.理论分析和仿真实验均表明，外磁体的附加阻抗将严重降低阻抗变化率，破坏巨磁阻抗特性.为此，提出采用回路形式降低附加阻抗的方法，并基于仿真实验验证了该方法的有效性.
2008, 57 (11): 7200-7203.
doi:10.7498/aps.57.7200
摘要 +
设计了圆环单元频率选择表面(FSS)，利用谱域法对包含有圆环单元FSS的吸波材料进行了仿真研究.结果发现圆环单元FSS极大拓展了吸波材料带宽，降低了共振频率的反射率；并且吸波材料带宽随单元半径增加而增大，共振频率向低频漂移，为FSS在吸波材料中应用提供理论依据.
2008, 57 (11): 7204-7209.
doi:10.7498/aps.57.7204
摘要 +
采用第一原理平面波方法，计算了NiTi合金B2相的体相性质，如晶格常数，形成能和结合能，弹性常数，计算的结果和实验数据以及别人的计算结果符合得很好.其次，计算了NiTi(100)，(110)表面的几何结构和电子结构，计算结果表明，(100)表面具有表面振荡现象，(110)表面产生了表面波纹，最外层的Ti原子相对理想表面向真空层移动了0.198?，Ni原子向表面内移动了0.122?.比较表面的电子结构，NiTi(100)表面Ti端位较Ni端位更容易发生反应，而(110)表面较体相更稳定.
2008, 57 (11): 7210-7215.
doi:10.7498/aps.57.7210
摘要 +
理论研究了平面电磁波通过n型重掺GaAs薄膜的透射谱.当GaAs薄膜两表面刻上亚波长的周期性沟槽结构时，透射谱在中红外波段出现了异常的透射增强现象.把这一现象归因于表面等离子体模式和波导模式的耦合.通过优化结构参数可以得到最大的透射效率.此外，发现随着掺杂浓度的升高，透射谱线中的透射峰逐渐向高频方向移动，最优化后透射峰值随掺杂浓度的升高而逐渐降低.这是由于掺杂浓度的改变，导致了不同的等离子体频率和电子碰撞频率，从而影响了激发模式和薄膜对电磁波的吸收.
2008, 57 (11): 7216-7220.
doi:10.7498/aps.57.7216
摘要 +
由正则量子化方法导出了介观电容耦合LC电路体系的哈密顿算符, 利用幺正变换使哈密顿算符对角化. 用系综理论给出了体系的平均能量及其涨落, 在此基础上, 借助于广义Hellmann-Feynman定理, 讨论了有限温度下电路体系中电荷与自感磁通的量子涨落. 结果表明, 体系中电荷与自感磁通的量子涨落不仅与电路元件参数有关, 而且还与温度有关.
2008, 57 (11): 7221-7227.
doi:10.7498/aps.57.7221
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研究了含δ势垒的铁磁/半导体/铁磁异质结中自旋相关的透射概率和渡越时间，讨论了量子尺寸效应和Rashba自旋轨道耦合效应对隧穿特性的影响.研究结果表明：δ势垒的存在降低了自旋电子的透射概率，改变了透射概率的位相.Rashba自旋轨道耦合强度的增加加大了透射概率的振荡频率.不同自旋取向的电子隧穿异质结时，渡越时间随着半导体长度、Rashba自旋轨道耦合强度以及两铁磁电极中的磁化方向的夹角的变化而变化.
2008, 57 (11): 7228-7232.
doi:10.7498/aps.57.7228
摘要 +
基于K.P理论框架，通过引入应变哈密顿微扰项，详细推导并建立了应变Si的价带色散关系模型.所得模型适用于任意晶向弛豫Si1－xGex(0≤x≤0.6)衬底上生长的应变Si，并且，通过该模型可以获取任意K矢方向的应变Si价带结构及空穴有效质量，对器件研究设计可提供有价值的参考.
2008, 57 (11): 7233-7237.
doi:10.7498/aps.57.7233
摘要 +
利用金属有机气相外延方法研究了非故意掺杂GaN薄膜的方块电阻与高温GaN体材料生长时载气中N2比例的关系.研究发现，随着载气中N2比例的增加，GaN薄膜方块电阻急剧增加.当载气中N2比例为50%时，GaN薄膜方块电阻达1.1×108Ω/□，且GaN表面平整，均方根粗糙度为0.233nm.二次离子质谱分析发现，载气中N2比例不同的样品中碳、氧杂质含量无明显差别.随着载气中N2比
2008, 57 (11): 7238-7243.
doi:10.7498/aps.57.7238
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利用金属有机气相外延(MOVPE)技术生长了具有不同AlGaN表面坑状缺陷和GaN缓冲层位错缺陷密度的AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管(HEMT)样品，并对比研究了两种缺陷对器件栅、漏延迟电流崩塌效应的影响.栅延迟测试表明，AlGaN表面坑状缺陷会引起栅延迟电流崩塌效应和源漏电阻的增加，而且表面坑状缺陷越多，栅延迟电流崩塌程度和源漏电阻的增加越明显.漏延迟测试显示，AlGaN表面坑状缺陷对漏延迟电流崩塌影响不大，而GaN缓冲层位错缺陷主要影响漏延迟电流崩塌.研究结果表明，AlGaN表面坑状缺陷和Ga
2008, 57 (11): 7244-7251.
doi:10.7498/aps.57.7244
摘要 +
对固相合成法制备的有机红外半导体ErPc2进行了碘掺杂，有效地将ErPc2的电阻率降低了约3个数量级.研究了本征和碘掺杂有机红外半导体ErPc2电阻的温度依赖关系，碘的掺杂除显著地降低了ErPc2材料的电阻外，其电阻的温度特性没有本质的变化，本征和碘掺杂ErPc2都表现出指数型的电阻温度依赖关系.碘掺杂有效地降低了载流子的热激活能，使更多的载流子得以参与导电，掺杂后指前因子的减小也为降低材料的电阻
2008, 57 (11): 7252-7256.
doi:10.7498/aps.57.7252
摘要 +
通过数值计算耦合sine-Gordon方程组研究高温超导体中约瑟夫森涡旋的运动，得到约瑟夫森涡旋电压和流阻随平面磁场和驱动电流的变化规律.固定驱动电流，约瑟夫森涡旋电压和流阻随着磁场的增大出现周期性的振荡行为，振荡周期与每层约瑟夫森结中进入一个磁通量子相对应.分析和阐明了产生这种周期性振荡的原因.
2008, 57 (11): 7257-7261.
doi:10.7498/aps.57.7257
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使用直流同轴磁控溅射法，在SrTiO3(STO)衬底上成功制备出c取向的La1.85Sr0.15CuO4(LSCO)超导薄膜.通过电输运测量系统和X射线衍射仪研究了薄膜厚度对LSCO(x＝0.15)薄膜电学性质和晶体结构的影响.实验证明随着膜厚增加，(006)衍射峰的半高宽(Full Width at Half Maximum，FWHM)逐渐减小，薄膜的取向性增强，与此同时，薄膜的超导转变温
2008, 57 (11): 7262-7266.
doi:10.7498/aps.57.7262
摘要 +
利用磁控溅射和快速热处理的方法制备了Mn，B共掺的多晶硅薄膜(Si0.9654Mn0.0346:B).磁性和结构研究发现薄膜有两个铁磁相.低温铁磁相来源于杂相Mn4Si7,高温铁磁相(居里温度TC～250K)是由Mn原子掺杂进入Si晶格导致.晶化后的薄膜利用射频等离子体增强化学气相沉积系统(PECVD)进行短暂(4min)的氢化处理后发现，薄膜的微结构没有发生变化而饱和磁化强度却随着
2008, 57 (11): 7267-7273.
doi:10.7498/aps.57.7267
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主要研究了具有交错Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用的反铁磁Heisenberg链的纠缠.基于 density-matrix renormalization group(DMRG)的数值计算表明，交错DM相互作用消除了系统在外磁场H=2处的二级量子相变，从而量子纠缠反常行为也随之消失；同时纠缠范围的发散也被消除，意味着该模型因子化点的消失.交错DM相互作用导致系统在任意强场下也不会达到铁磁饱和状态，从而保持着自旋纠缠.交错DM相互作用有利于通过外场调控纠缠程度和纠缠范
2008, 57 (11): 7274-7278.
doi:10.7498/aps.57.7274
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采用溶胶-凝胶法制备出钙钛矿型纳米BaFeO3粉末，利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析研究了其微观结构及形貌，结果表明：胶体试样经800℃退火处理后，形成了20nm左右的钙钛矿型BaFeO3粉末，其(110)面晶面间距为0.280nm左右，(100)面晶面间距为0.401nm左右.利用振动样品磁强计(VSM)研究了纳米BaFeO3粉末的室温铁磁性能，测量结果表明：在室温条件下，纳米BaFeO
2008, 57 (11): 7279-7286.
doi:10.7498/aps.57.7279
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用微磁学模拟研究W(110)基底上铁纳米岛的初始自发磁化态的磁畴结构，确定了不规则形状、椭圆形和矩形岛中不同磁畴态之间的各向异性常数的临界点，得到了纳米岛的磁化态作为各向异性常数和厚度函数的完整相图，相图中存在一较宽的过渡区，把双畴态与涡旋态和菱形态分开，过渡区两侧的边界是不确定的.计算结果表明，初始自发磁化态的磁畴结构主要由各向异性及岛的厚度决定，而且岛的边沿形状对涡旋态和菱形态的磁畴结构有重要影响.准确的铁纳米岛的各向异性常数仍有待于进一步确定.
2008, 57 (11): 7287-7291.
doi:10.7498/aps.57.7287
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用实验测量和微磁计算的方法得到了反铁磁耦合记录介质的一级翻转曲线.利用微磁计算的目的是便于正确地理解一级翻转曲线分布图.因为它可以把一级翻转曲线分布图中不同部分与相应的磁化翻转联系起来.这样一级翻转曲线就能被用来分析复杂磁化翻转及其相互作用的细节，而这种手段可以提供比通常用的ΔM方法更多的信息.
2008, 57 (11): 7292-7297.
doi:10.7498/aps.57.7292
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根据磁致伸缩材料的非线性本构关系得到其动态杨氏弹性模量和动态压磁系数，结合等效电路法得到磁致伸缩/弹性/压电层合材料的磁电效应与磁致伸缩材料的动态杨氏弹性模量和动态压磁系数的关系，讨论了偏置磁场对这种层合材料的谐振频率和谐振磁电电压转换系数的影响.理论推导和实验结果均表明，存在最佳偏置磁场使磁致伸缩/弹性/压电层合材料的谐振磁电电压转换系数最大.
2008, 57 (11): 7298-7304.
doi:10.7498/aps.57.7298
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采用低锆区的Pb(Zr0.42Sn0.40Ti0.18)O3(PZST42/40/18)铁电陶瓷为基, 通过少量La和Ba取代Pb同时Nb取代(Zr, Sn, Ti)复合取代的方法得到掺杂PZST42/40/18细电滞回线铁电陶瓷, 其最大极化强度Pmax≈20.66μC/cm2, 剩余极化强度Pr≈0.55μC/cm
2008, 57 (11): 7305-7309.
doi:10.7498/aps.57.7305
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应用高温拉曼光谱研究了PbMoO4熔体中的生长基元.通过对不同温度下PbMoO4晶体拉曼光谱和熔点温度附近熔体高温拉曼光谱的研究,发现PbMoO4熔体中存在Pb2+阳离子和［MoO4］2－阴离子生长基元.进一步讨论了PbMoO4晶体生长基元和各个低指数晶面间的相互作用,解释了晶体的生长习性和枝晶生长的原因,并指出:PbMoO4晶体生
2008, 57 (11): 7310-7316.
doi:10.7498/aps.57.7310
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推导出用于测量半导体载流子输运特性(载流子寿命、载流子扩散系数和前表面复合速度)的调制自由载流子吸收(modulated free carrier absorption, MFCA)检测技术的三维理论模型，给出了调制自由载流子吸收检测信号与调制频率和抽运-探测光相对距离的关系.定性分析了在不同调制频率时各个载流子输运参数对径向位置扫描曲线(信号与两束光相对距离的关系)的影响，结果表明调制自由载流子吸收检测信号对各个参数的灵敏度随抽运-探测光相对距离的增加而增加.仿真和实验结果表明，通过拟合不同调制频率时调
2008, 57 (11): 7317-7321.
doi:10.7498/aps.57.7317
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用稳态光谱和时间分辨的超快光谱研究了不同浓度磷光染料PtOEP掺杂有机小分子Alq薄膜的发光特性和能量转移.据PtOEP的吸收光谱与Alq的荧光光谱，用Frster理论估算出Alq:PtOEP掺杂体系的能量转移临界半径及其转移效率.稳态荧光光谱显示，在Alq:PtOEP掺杂薄膜中，随着掺杂浓度的升高，PtOEP的发光强度增强，Alq的发光强度逐渐减弱，两者间的能量转移效率与理论计算结果一致.利用时间分辨光谱研究了Alq:PtOEP掺杂薄膜体系的能量转移动力学过程，观察到Alq:PtOEP掺杂薄膜的荧光寿
2008, 57 (11): 7322-7326.
doi:10.7498/aps.57.7322
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用热蒸发CVD法制备了β-Ga2O3纳米材料, 并用光致发光(PL)方法研究了其发光特性. Ｘ射线衍射分析显示, 产物为单斜结构的β-Ga2O3. 扫描电子显微镜测试表明: 在较小氧流量条件下制备的产物为β-Ga2O3纳米带, 宽度小于100nm, 长度有几微米; 较大氧流量时制备出β-Ga2O3纳米晶粒结构, 晶粒尺度在80—15
2008, 57 (11): 7327-7332.
doi:10.7498/aps.57.7327
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应用中频反应磁控溅射技术制备了Al2O3:Ce3+的非晶薄膜.X射线光电子谱(XPS)检测显示薄膜中有Ce3+生成.这些薄膜的光致发光峰是在374nm附近，它来自于Ce3+离子的5d1激发态向基态4f1的两个劈裂能级的跃迁.发光强度强烈地依赖于薄膜的掺杂浓度，但发光峰位置不随掺杂浓度而变化.Ce3+含量和薄膜的化学成分是通过X射线散
2008, 57 (11): 7333-7337.
doi:10.7498/aps.57.7333
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用浸渍法制备了一系列不同Mo含量的MoO3/Al2O3催化剂.测量了这些样品的正电子湮没寿命谱(PALS)与符合多普勒展宽(CDB)谱，以研究其孔洞结构以及Mo分散.正电子寿命测量结果表明,Al2O3载体中存在两种不同尺寸的孔洞.掺入MoO3之后,Mo原子主要进入Al2O3的大孔中,使孔洞体积减小.符合多普勒展宽谱结果表明，当MoO
物理学交叉学科及有关科学技术领域
2008, 57 (11): 7338-7343.
doi:10.7498/aps.57.7338
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采用H2，He混合气体稀释等离子辅助反应热化学气相沉积法生长微晶硅锗薄膜，并在生长过程中对等离子体进行光发射光谱在线监测.结果表明：混合气体稀释法可以有效提高等离子体中的原子氢数目，降低等离子体中的电子温度；用XRD和光暗电导率表征样品的微结构和光电特性时发现，通过优化混合稀释气体中He和H2气体的比例，能够减少薄膜中的缺陷态，促进薄膜择优取向生长，有效改善微晶硅锗薄膜结构，提高光电吸收性能.
2008, 57 (11): 7344-7348.
doi:10.7498/aps.57.7344
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采用一次性全息曝光的方法同时在样品上制备了周期分别为1μm和4μm，衍射效率电场可调的双重复合式液晶/聚合物光栅.使用He-Ne激光器对复合光栅的衍射特性进行了实验研究，发现光栅存在两个1级衍射极强峰.对峰值衍射效率的测定结果表明，周期1μm的光栅衍射效率为90%，周期4μm的光栅，60%.结合耦合波理论计算了周期1μm和4μm光栅的衍射效率理论值，分别为92.57%和63.68%.实验结果与理论值符合得非常好.对电光特性的测试表明该复合光栅内的两套子光栅的驱动电压V90
2008, 57 (11): 7349-7353.
doi:10.7498/aps.57.7349
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用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311G(d,p)基组水平上研究了FC(O)O自由基与NO反应的微观机理，全参数优化了反应过程中各反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型，在CCSD(T)水平上计算了它们的能量，振动分析结果证实了中间体和过渡态的真实性，从对FC(O)O与NO的反应机理的研究结果看，FC(O)O与NO反应为4条反应通道多步反应过程，其反应的主要通道是FC(O)O+NO→M3→TS6→M5→FNO+CO2，其主要产物是自由基FNO和CO2
2008, 57 (11): 7354-7359.
doi:10.7498/aps.57.7354
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采用超快时间分辨的荧光光谱技术测量了一种由柔性链连接的卟啉-钌二元体分子内的能量转移动力学过程.通过在钌的吸收峰(～453nm)对二元体进行光激发，实验上观测到了从钌基团到卟啉基团的超快能量转移过程(～400ps).而在卟啉的吸收峰(～400nm)对二元体进行光激发，实验上没有观测到从卟啉基团到钌基团的能量转移.采用Frster理论对二元体系能量转移过程的产生机理进行了分析，结果表明，钌和卟啉之间的能量转移来源于基于光谱重叠的偶极-偶极相互作用.
2008, 57 (11): 7360-7366.
doi:10.7498/aps.57.7360
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随着深度的增加竖直圆筒容器中的颗粒物质会把自己的重量逐渐转移到容器的侧墙壁上，使容器底部的压力出现不随筒中颗粒材料高度的增加而增加的饱和现象.但值得注意的是，圆筒中的颗粒柱体并不总是表现为这个称为粮仓效应的力学状态.例如当改变侧墙壁的力学环境使其无法承担颗粒的重量时，柱底部的压力显然将随其高度的增加而线性地增加.本文分析讨论了Janssen模型假设对这类处于静力平衡下，但违反粮仓效应的颗粒系统的行为预测.
2008, 57 (11): 7367-7373.
doi:10.7498/aps.57.7367
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利用Kossel衍射技术和反射光谱对由总体积分数为0.02的二元聚苯乙烯胶体体系(94nm+141nm)形成的胶体晶体的性质进行了研究，实验结果显示胶体晶体的形成时间，平均粒子间距，晶体结构都与二元胶体体系中两种粒子的数密度比相关，当94nm聚苯乙烯粒子相对于141nm聚苯乙烯粒子的数密度比趋向1∶1时，胶体晶体的形成时间延长，当94nm聚苯乙烯粒子相对于141nm聚苯乙烯粒子的数密度比由1∶0向0∶1变化时，胶体晶体的平均粒子间距变大，另外实验中发现在两种粒子的数密度比为5∶1时，胶体晶体出现了超晶格结
2008, 57 (11): 7374-7379.
doi:10.7498/aps.57.7374
摘要 +
介绍了一种有机体异质结太阳能电池的数值模拟方法，模型使用Onsager提出的成对复合理论，并结合了完善的无机半导体理论而提出来的，其结果与实验结果符合较好，证明了模型的正确性.在此基础上分析了器件的内建电场与工作温度对器件性能的影响，以及影响器件光电流的主要因素.
地球物理学、天文学和天体物理学
2008, 57 (11): 7380-7389.
doi:10.7498/aps.57.7380
摘要 +
依据粗粒化方法，将中国1961—2002年逐日平均温度序列转化为由5个特征字符{R,r,e,d,D}构成的温度符号序列.以符号序列中的125种3字串组成的温度波动模态为网络的节点(即连续4d的温度波动组合)，并按照时间顺序连边，构建有向加权的温度波动网络，进而将温度波动模态间的相互作用等综合信息蕴含于网络的拓扑结构之中.对随机序列和Lorenz系统的混沌序列分别构建随机和混沌波动网络.计算三种网络的度与度分布、聚类系数、最短路径长度等动
2008, 57 (11): 7390-7395.
doi:10.7498/aps.57.7390
摘要 +
介绍了自行研制可用于白天探测大气气溶胶的AML-1激光雷达系统，分析了白天工作条件下激光雷达的各种噪声干扰，并给出了抑制噪声干扰的有效措施.其中，天空背景辐射噪声是激光雷达白天工作的主要干扰，通过接收视场角与激光束发散角的严格匹配以及采用高光谱透过率超窄带滤光片可大大抑制天空背景光的干扰.最后，给出了AML-1激光雷达白天测量大气边界层气溶胶的典型结果.
2008, 57 (11): 7396-7407.
doi:10.7498/aps.57.7396
摘要 +
大气气溶胶粒子作为地气系统的重要组成成分之一，在紫外、可见到红外很宽的波段内对辐射传输产生影响，一方面通过对电磁波的散射和吸收作用，导致光波的能量衰减；另一方面则把吸收的能量转化为其本身的热能，起到加热大气的作用.这一过程在直接和间接的辐射气候效应的模拟、激光大气传输、高分辨率光谱研究、地基和空基遥感、大气辐射订正、环境监测技术、目标探测和识别、陆上交通和航空航海都有着重要作用.详细阐述了大气气溶胶物理光学特性近年来的研究进展，为气溶胶科学后续研究工作的更好开展提供参考.
2008, 57 (11): 7408-7414.
doi:10.7498/aps.57.7408
摘要 +
根据宇宙大爆炸理论的预言，宇宙经历了由暴涨阶段到辐射阶段到物质阶段再到如今的加速膨胀阶段.在辐射阶段所残留的退耦的自由光子便形成了现在人们所观测到的宇宙微波背景辐射.如果没有扰动，微波背景辐射将是各向同性的，但是在宇宙形成的初期存在各种各样的扰动，因此宇宙微波背景辐射呈现各向异性.针对由遗迹引力波对微波背景辐射极化所产生的各向异性的影响，重点讨论电场型极化和磁场型极化.