Vol. 56, No. 7 (2007)
2007年04月05日
总论
2007, 56 (7): 3637-3641.
doi: 10.7498/aps.56.3637
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为增加离子与原子碰撞成像系统中探测电子的立体角，设计了一约束电子的复合型亥姆霍兹线圈装置.对复合型亥姆霍兹线圈的磁场分布进行了理论计算和分析，并对制作的复合型亥姆赫兹线圈产生的磁场进行了实验测量，得出磁场的均匀性好于±0.6%.
2007, 56 (7): 3642-3648.
doi: 10.7498/aps.56.3642
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研究发现，居民出行分布的概率密度曲线与氢原子基态电子在核外出现的概率密度曲线极为相似，运用量子力学中的电子云分布模型可以很好地解释居民出行分布特性，根据氢原子中电子的径向概率密度函数建立了模拟电子云居民出行分布模型.利用长春市和旧金山地区的抽样调查数据对模型进行了验证.在此基础上，进一步建立了实用模型，并结合实例给出了模型标定方法和过程.该模型可在城市规划和城市交通规划中定量描述居民出行分布状态.
2007, 56 (7): 3649-3654.
doi: 10.7498/aps.56.3649
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给出求解二维线性与非线性波的Chebyshev广义有限谱模拟方法.结合时间层次的高精度预报-校正方法，模拟了二维线性浅水驻波和波在浅滩的非线性变形.方法能够准确模拟水波的物理特征.
2007, 56 (7): 3655-3661.
doi: 10.7498/aps.56.3655
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代数动力学算法首次被用于求人造地球卫星运动方程的数值解，在四阶算法下，与Runge-Kutta算法和辛算法的计算结果作了比较.结果表明，代数动力学算法对于人造地球卫星长期轨道的计算有较高的精度.并讨论了地球四极和八极带谐项对卫星轨道的影响.
2007, 56 (7): 3667-3674.
doi: 10.7498/aps.56.3667
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引进一类广义色散Camassa-Holm模型，对其做奇异性分析.通过改进的WTC-Kruskal算法，证明该模型在Painlevé意义下可积，得到了它的一组Painlevé-Bcklund系统和Bcklund变换.应用Maple进行代数运算，得到了丰富的规则(regular)孤子和一类奇异(singular)孤子，扭结(kink)孤子,紧孤子(compacton)和反紧孤子(anti-compacton).特别地，推导出一类在扭结孤子的中间区域包含有一列周期尖点(cuspon)波的奇异结构.在这些规则的孤子系统的基础上，对可积广义系统应用Bcklund变换，得到三类奇异孤子，分别是具有驼峰结构的周期爆破波，具有爆破波结构的扭结孤子和紧孤子.
2007, 56 (7): 3675-3677.
doi: 10.7498/aps.56.3675
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研究一类非完整系统运动方程的Lie对称性与Hojman型守恒量.给出系统Lie对称性的确定方程和限制方程，存在守恒量的条件以及守恒量的形式.举例说明结果的应用.
2007, 56 (7): 3678-3682.
doi: 10.7498/aps.56.3678
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研究相对转动非线性动力系统的运动稳定性.建立具有一般广义阻尼力和外扰激励的一类两质量相对转动非线性动力系统的动力学方程.研究相对转动非线性动力自治系统的稳定性，证明系统在一定条件下可发生闭轨分岔.应用多尺度法得到强迫激励下非自治系统的近似解.
2007, 56 (7): 3683-3687.
doi: 10.7498/aps.56.3683
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对于无穷深势阱中自旋为０(满足Klein-Gordon方程)和自旋为1/2(满足Dirac方程)的相对论粒子, 分别计算了坐标、动量以及速度算符的矩阵元. 在大量子数极限下, 这些矩阵元给出相应的经典物理量(这里是狭义相对论中的有关量), 并且满足正确的经典关系. 从而表明, Heisenberg对应原理对这样的相对论体系也适用.
2007, 56 (7): 3688-3692.
doi: 10.7498/aps.56.3688
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提出了一种新的环状非球谐振子势, 在标量势与矢量势相等的条件下，给出了其Klein-Gordon方程和Dirac方程的束缚态解. Klein-Gordon方程的θ角向波函数以超几何函数表示，径向波函数可用合流超几何函数或广义拉盖尔多项式表示，能谱方程由径向波函数满足的束缚态边界条件得到. Dirac方程的旋量波函数可用Klein-Gordon方程的解构造.
2007, 56 (7): 3693-3694.
doi: 10.7498/aps.56.3693
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提供一种新的解法，经过求解微分方程很简单地得到了与殷雯(
52 1862)同样的结果.殷文通过精确求解含时量子体系，研究了在周期耦合驱动下电子在两量子阱中的受迫振荡，不仅得到了一般情况下的振荡公式，而且特别讨论了在ω=0情况下电子布居数的演化行为.
2007, 56 (7): 3695-3702.
doi: 10.7498/aps.56.3695
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环境变化引起的相位漂移是双Mach-Zehnder量子密钥分配系统中误码和不稳定性的主要来源.相位漂移由高频振动和低频振动两部分组成，大部分这类振动的影响采用隔振措施(如用泡沫、橡皮包垫隔音)可以消除，而周期为3±0.32 min的低频振动依然存在.报道了对这种低频固有振动引起的相移进行实时跟踪和补偿的方法.实验表明，采用这种方法实验室内实现75 km量子密钥分配和量子保密通信，在24 h内能长期稳定运行，误码率低于6%.
2007, 56 (7): 3703-3708.
doi: 10.7498/aps.56.3703
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通过引入正交基矢，连续变量形式的纠缠相干态转化成分立形式，然后用concurrence方法计算了纠缠度，同时研究了其非经典效应(压缩效应，反聚束效应).发现纠缠总是伴随着压缩效应和反聚束效应两者之一，并随相应非经典效应的增大而增大.
2007, 56 (7): 3709-3718.
doi: 10.7498/aps.56.3709
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以周期驱动的量子Harper(quantum kicked Harper, QKH)模型为例，研究复杂量子动力系统的量子计算在各种干扰下的稳定性.通过对Floquet算子本征态的统计遍历性及其Husimi函数的分析，比较随机噪声干扰和静态干扰对量子计算不同程度的影响.进一步的保真度摄动分析表明，在随机噪声干扰下保真度随系统演化呈指数衰减，而静态干扰下的保真度为高斯衰减，并通过数值计算得到了干扰下的可信计算时间尺度.与经典混沌仿真中误差使状态产生指数分离不同，量子计算对状态干扰的稳定性和仿真模型的动力学特性无关.
2007, 56 (7): 3719-3722.
doi: 10.7498/aps.56.3719
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应用隧道效应所得到的能量谱计算配分函数,进而计算黑洞熵.当本结论取一级近似时,熵修正的对数项与考虑广义不确定关系对黑洞熵修正的对数项一致,然而在计算中没有不确定因子.虽然对数修正项前的因子与考虑热波动对黑洞熵修正中对数项前的因子相同,但所给结论中当黑洞的热容量为负时也不存在发散项.所以本结论具有普遍性.
2007, 56 (7): 3723-3726.
doi: 10.7498/aps.56.3723
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利用量子隧穿方法研究了带有整体磁单极子的Barriola-Vilenkin黑洞时空中静质量不为零的粒子的隧穿辐射，计算出量子隧穿辐射谱与Bekenstein-Hawking熵变有关，且与无质量粒子的出射率具有相同函数形式，所得结果满足幺正性原理.
2007, 56 (7): 3727-3732.
doi: 10.7498/aps.56.3727
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对振动台面上的完全非弹性球的蹦跳行为进行了初步分析.受约化振动加速度的控制，球的运动可以表现出一系列倍周期分岔过程.对几种典型的倍周期运动及分岔情况进行了讨论.
2007, 56 (7): 3733-3738.
doi: 10.7498/aps.56.3733
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研究了绝热条件下非线性三能级体系的朗道-齐纳隧穿.通过研究体系的本征值和本征态，发现当非线性不是很强时，三个能级的结构与线性情况相似，但中间能级所对应本征态的性质分段，这种分段导致绝热定理被破坏，引起所谓的绝热隧穿现象.由于本征态的不稳定性，造成隧穿率的混乱.当非线性较强时，能级结构发生非常复杂的扭曲，使绝热定理被更加严重地破坏.还讨论了这个模型在三势阱波色-爱因斯坦凝聚体系中的可能应用.
2007, 56 (7): 3739-3743.
doi: 10.7498/aps.56.3739
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采用偏置信号的调幅波调制抽运噪声的单模激光增益模型，用线性化近似方法计算了以e指数形式关联的两色噪声驱动下光强的功率谱及信噪比.结果表明，信噪比随着噪声强度的变化、抽运噪声自关联时间的变化、激光系统参数的变化、载波频率及信号频率的变化均存在随机共振现象.
2007, 56 (7): 3744-3752.
doi: 10.7498/aps.56.3744
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针对一类同时具有状态时滞和输入时滞的时变不确定连续系统,研究了H∞保成本状态反馈控制器的设计,假定其中的时变不确定性项是范数有界的,但不需要满足匹配条件.通过构造广义Lyapunov函数和线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了系统可H∞鲁棒镇定同时满足保性能指标的一个充分条件,仅通过求解一个相应的线性矩阵不等式,就可得到鲁棒H∞保性能控制器使得闭环系统的一个保成本函数对所有允许的不确定参数有上界,并经过迭代,通过求解凸优化问题得到最优鲁棒H∞保性能控制器.最后用示例说明了该方法的有效性.
2007, 56 (7): 3753-3758.
doi: 10.7498/aps.56.3753
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进一步研究过焦系统，找到了截断误差诱导阵发混沌的直接实验证据.实验显示，过焦系统的数字解呈现开关阵发混沌的特征，分析解仅是一个简单极限序列；影子效应支配系统演化；截断误差的累计误差是演化轨道的影子距离，影子距离随系统逼近不动点增加，随系统远离不动点减少，增加量与减少量统计上相等；在非双曲不动点的邻域内，存在一个阈值，当累计误差超过该阈值时，影子效应失灵，系统从吸引相跳到排斥相.一种合理的猜测是在非双曲不动点局域截断误差可以诱导出新维度——拓展维.
2007, 56 (7): 3759-3765.
doi: 10.7498/aps.56.3759
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二自由度比例-积分-微分(PID)控制算法简单、实用，但将其应用于复杂非线性系统控制时参数整定困难.运用改进的遗传算法进行二自由度PID控制器参数优化，参数优化的收敛速度快、准确，将其应用于Chen氏混沌系统和同步电动机混沌系统的控制中，仿真研究收到良好的控制效果.
2007, 56 (7): 3766-3770.
doi: 10.7498/aps.56.3766
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在符号动力学的基础上,探讨了基于符号向量序列的局部耦合映像格子求逆问题,证明了相空间IN上任意取值通过基于符号向量序列的逆迭代过程必然收敛至初始向量,提出了基于符号向量动力学的初始向量估计算法,从而建立了耦合映像格子符号序列和实际动力系统相空间的对应关系.实验结果表明,根据该算法可以有效建立符号向量序列和耦合映像格子相空间之间的对应关系,更好地刻画了实际模型的物理过程.
2007, 56 (7): 3771-3776.
doi: 10.7498/aps.56.3771
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基于复杂非线性系统相空间重构理论，提出了混沌背景中微弱信号检测的神经网络方法，利用神经网络强大的学习和非线性处理能力，建立了混沌背景噪声的一步预测模型，从预测误差中检测淹没在混沌背景噪声中的微弱目标信号(包括周期信号和瞬态信号)，研究了混沌背景中存在白噪声时该方法的检测能力，指出了目标信号为瞬态信号和周期信号时检测原理的异同点，最后以Lorenz系统作为混沌背景噪声进行了仿真实验，实验表明该方法能有效地将混沌背景中极其微弱的信号检测出来.
2007, 56 (7): 3777-3781.
doi: 10.7498/aps.56.3777
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研究了一类混沌系统的混沌同步，对此类混沌系统，通过设计一个合适标量控制器，可以实现系统的混沌同步.给出了该标量控制器设计的一般方法，并从理论上得到了混沌同步的充分和必要条件，且此充分和必要条件与混沌系统的性质无关.
2007, 56 (7): 3782-3788.
doi: 10.7498/aps.56.3782
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提出了基于稳定性准则的半周期延迟-非线性反馈控制混沌的方法，即SC(stability criterion)半周期延迟非线性反馈控制法.通过对混沌系统的适当分离，得到一个特殊的非线性函数，并利用混沌输出信号与其半周期延迟信号的非线性函数之和，构造了连续反馈输入干扰.该方法继承了延迟反馈控制方法及稳定性准则控制方法的优点，实现了有效的自控制过程；并克服了延迟反馈方法的限制，能将嵌入混沌吸引子中的自对称直接不稳周期轨稳定.控制过程可随时开始，具有简便、灵活性.数值模拟结果显示了SC半周期延迟-非线性反馈方法控制的有效性.
2007, 56 (7): 3789-3795.
doi: 10.7498/aps.56.3789
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混沌化或反混沌控制是混沌控制的逆问题，通过研究DC-DC buck变换器反混沌控制，为其应用打下理论基础.建立了电压时间延迟反馈buck变换器混沌化控制模型，探讨了它的控制机理，分析了buck变换器混沌化条件和稳定特性，由此仿真研究了不同控制参数对变换器混沌化控制的影响.实验结果表明，该方法控制范围宽，易于实现，是一种较好的反混沌控制方法.
2007, 56 (7): 3796-3802.
doi: 10.7498/aps.56.3796
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针对一类具有传输信道时间延迟且参数不确定的统一混沌系统，提出了一种脉冲控制同步方法.该方法将两个非自治混沌系统之间脉冲同步的实用稳定性问题转化为同步误差系统在原点的实用稳定性问题，基于脉冲微分方程的相关理论，给出了同步误差系统在原点的实用稳定判据，仿真结果验证了方法的有效性.
2007, 56 (7): 3803-3812.
doi: 10.7498/aps.56.3803
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研究了双频混沌信号驱动的混沌振子的广义同步和相同步问题.发现了反偏向的相同步和正偏向的广义同步，即响应振子可以优先与驱动强度弱的混沌信号达到相同步，而广义同步则先在驱动强的信号和响应振子间建立起来.对这些行为产生的动力学机理进行了详细地分析.
2007, 56 (7): 3813-3819.
doi: 10.7498/aps.56.3813
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研究了采用有界阻尼反馈实现陀螺系统的控制问题.首先利用LaSalle不变原理对受控系统进行了稳定性分析，然后在反馈中引入二阶Butterworth低通滤波函数，设计出依赖于可测信号的反馈控制策略.数值模拟结果表明采用该方法能够有效的将混沌陀螺系统稳定到周期轨或者平衡点.此外还讨论了控制参数及噪声对控制效果的影响，结果表明该控制方法不仅操作简单，易于实现，而且在弱噪声干扰下具有较强的鲁棒性.
2007, 56 (7): 3820-3826.
doi: 10.7498/aps.56.3820
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根据实际超声换能系统的振动测试，提出了热超声键合换能系统动力学特性的非线性检验方法，利用基于相空间重构的替代数据法，通过对换能杆末端的实测数据进行正确替代，并用非线性动力学的理论来检验其是否具有非线性.通过实验对超声换能杆末端轴向、俯仰、横向的振动时间序列的关联维数进行了准确的计算，从而清晰地描述了上述三个方向的动力学特性.所提出的方法有利于更好地认识超声键合换能系统，为建立更加合理的非线性动力学模型奠定良好的理论基础，有很好的应用价值.
2007, 56 (7): 3827-3832.
doi: 10.7498/aps.56.3827
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以Hénon-Heiles体系为例，研究算法对混沌体系运动轨道和逃逸率计算结果的影响.比较了新发现的四阶辛算法和一种非辛的高阶算法得到的结果.发现两种算法给出的轨迹之间的距离随时间增大，增加的速度可以作为体系相空间混沌的度量.通过跟踪大数量的粒子轨迹，提取出了逃逸率随体系能量的变化.发现由两种算法得到的逃逸率相互符合得很好.
2007, 56 (7): 3833-3838.
doi: 10.7498/aps.56.3833
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采用溶胶-凝胶提拉技术制备了SiO2疏水减反膜.使用Nd：YAG激光（波长为1064nm，脉宽为7.5ns）采用“R on 1”方式对所得膜层进行了激光预处理.在预处理前后采用“1 on 1”方式考察了薄膜的激光损伤阈值的变化，使用原子力显微镜（AFM）观察了薄膜的表面形貌的变化，并使用多重分形谱（MFS）方法分析了薄膜分形结构的变化.结果表明经过激光预处理后薄膜的抗激光损伤阈值有了明显提高，均方根表面粗糙度（Rq）稍有减小，膜面变平整，多重分形谱宽度收缩，分形区间的分布均匀性改善.这说明经过激光预处理后薄膜表面微结构趋向规整，使之能够承受更强的激光的辐照.同时也说明借助多重分形谱可以获得更多薄膜表面结构变化的信息，多重分形谱是探索强激光对光学薄膜辐照作用机理的一个十分有用的方法.
2007, 56 (7): 3839-3844.
doi: 10.7498/aps.56.3839
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基于实稳定方法的基本思想，在坐标空间求解了一维势阱和三维球对称势阱中的单粒子共振态，得到的共振能量、宽度和波函数等与散射相移法以及耦合常数的解析延拓方法的结果一致.
2007, 56 (7): 3845-3850.
doi: 10.7498/aps.56.3845
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利用光电导体产生太赫兹电磁波(THz波)，THz远场辐射波形与光电导体材料的载流子寿命、偏置电场以及触发光有直接关系.用不同方法对低温GaAs(LT-GaAs)和半绝缘GaAs(SI-GaAs)光电导开关辐射的THz电磁波所呈现的双极特性进行了模拟计算.结果表明，LT-GaAs光电导开关辐射THz波呈现双极性的主要原因是光生载流子寿命小于一个THz波产生时间；而光生载流子寿命大于100ps的SI-GaAs光电导开关，在不同的实验条件（不同偏置电场、不同光脉冲能量）下，产生的THz波呈现双极特性的主要原因分别是载流子发生了谷间散射和空间电荷电场屏蔽.
2007, 56 (7): 3851-3860.
doi: 10.7498/aps.56.3851
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建立了梯度磁场下金属熔体中晶粒迁移的一般动力学模型，导出了磁场对导电熔体黏度的影响规律，得到了迁移速度的解析解和迁移距离的分析解.导电熔体的有效黏度随磁场强度的平方成线性递增关系.迁移速度达到终极速度的时间为10-3s数量级.终极速度随着磁场强度的增加而迅速减小，表明强磁场对晶粒迁移有抑制作用.迁移距离和迁移率与磁场分布密切相关.为观察初晶硅的迁移状况，将Al-18wt%Si合金在650℃保温60min后，施加强梯度磁场（Bz=5 T，BzdBz/dz=-224T2·m-1）对熔体作用不同时间并淬火，结果表明，晶粒半径大于等于40μm的初晶硅在120s内大部分完成迁移，与理论计算符合.
2007, 56 (7): 3861-3866.
doi: 10.7498/aps.56.3861
摘要 +
对传统的模拟介质散射响应函数的蒙特卡罗算法的计算过程进行了改进，提出光子不可分割的假设，这样可以避免人为选定光子被吸收阈值的不确定性；同时采用双曲线法模拟入射高斯光束，解决了对表面为非平面介质的传输信号进行模拟的问题.通过对盖玻片（平面）与眼角膜（曲面）的光学相干层析探测信号及层析图的数值模拟，并与相应实验结果进行比较，证实了该方法与假设的可行性.
2007, 56 (7): 3867-3872.
doi: 10.7498/aps.56.3867
摘要 +
利用可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）并结合波长调制，在近红外波段1531.7nm处对常温常压下的NH3进行浓度测量.在10m的长程吸收池内得到了25×10-6的浓度信号，并且在25×10-6—400×10-6浓度范围内二次谐波信号与浓度具有良好的线性关系.讨论了粉尘颗粒对于二次谐波信号的干扰，并提出了利用激光强度线性拟合解决颗粒对气体测量干扰的方法.
核物理学
2007, 56 (7): 3873-3879.
doi: 10.7498/aps.56.3873
摘要 +
利用Brueckner-Hartree-Fock和BCS理论方法，计算了非对称核物质中处于1S0态的质子和中子的对关联能隙，着重研究和讨论了能隙的同位旋依赖性和三体核力的影响.结果表明：随核物质的同位旋非对称度增大，中子1S0态超流相存在的密度范围逐渐缩小而且对关联能隙峰值稍有升高；质子1S0态超流相存在的密度范围迅速扩大而且对关联能隙峰值显著降低.三体核力对非对称核物质中1S0态中子超流性及其同位旋依赖性的影响相对较小，但对1S0态质子超流性具有重要影响，而且其效应随核子数密度增大而迅速增强.三体核力的主要作用是强烈地抑制了具有高非对称度的核物质中高密度区域的1S0态质子超流性，导致质子超流相存在的密度范围显著缩小.
原子和分子物理学
2007, 56 (7): 3880-3886.
doi: 10.7498/aps.56.3880
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利用全相对论多组态Dirac-Fock方法系统地计算了高离化类铍离子的磁四极M2 2s21S0—2s2p3P2 (Z=10—103)自旋禁戒跃迁的能级间隔、跃迁概率和振子强度，计算中考虑了重要核的有限体积效应，Breit修正和QED修正，所得结果和最近的实验数据以及理论值进行了比较，结果表明：高原子序数的高电荷离子(Z≥70)磁四极M2自旋禁戒跃迁几乎可以和中性原子的光学允许跃迁相比拟，不仅在天体等离子体中，在ICF和MCF高温激光等离子体中，磁四极自旋禁戒跃迁和其他自旋禁戒跃迁（磁偶极、电四极）一样不容忽视，在双电子复合、不透明度、自由程等理论计算中应该考虑其影响.
2007, 56 (7): 3887-3892.
doi: 10.7498/aps.56.3887
摘要 +
在分析双洞相关退激发对双洞态退激发的贡献较小的基础上，依据辐射-俄歇-双俄歇级联退激发模型(RACDA)研究了Mg1+(1s-1)（K壳层单洞态镁离子）和Mg2+(1s-2)（K壳层双洞态镁离子）的退激发过程，计算了它们的末电离态离子的分布，并与辐射-俄歇级联退激发模型的结果进行了比较.RACDA模型计算的Mg1+(1s-1)的4价末电离态离子的相对丰度较大，而辐射-俄歇级联退激发模型(RAC)的结果中就没有出现4价离子；两种模型计算Mg2+(1s-2)的6价末电离态离子的丰度非常大，而RAC模型下的Mg2+(1s-2)退激发后不产生6价离子.
唯象论的经典领域
2007, 56 (7): 3893-3899.
doi: 10.7498/aps.56.3893
摘要 +
作为对光栅刻划工艺的理论指导，提出了一种基于槽形函数拟合的机械刻划光栅衍射特性分析方法，解决了高刻线密度光栅衍射效率测量值与理论值偏差较大的问题.以刻线密度为1200l/mm的紫外光栅为例，对光栅主截面上的实际槽形纵横坐标扫描取值，进而拟合出槽形函数，经理论计算找到了导致衍射效率偏低的原因，并通过改进工艺，使光栅衍射效率提高了约20%.
2007, 56 (7): 3900-3905.
doi: 10.7498/aps.56.3900
摘要 +
建立了共形整流罩的模型结构，分析了其成像特性，并提出了采用加入衍射元件的方法来设计共形整流罩后的校正板，软件模拟结果表明带有衍射面的校正板能够进一步地改善共形整流罩成像质量.
2007, 56 (7): 3906-3910.
doi: 10.7498/aps.56.3906
摘要 +
基于非相干反馈随机激光器的扩散方程理论，将扩散方程中的增益项改写为饱和形式，并利用有限差分方法，研究了双光子抽运随机激光器中辐射光能量随时间演化特性.对扩散方程的数值求解给出了系统辐射光能量由自发辐射开始，经历小信号增益状态得到放大，再到由于增益饱和形成稳态输出的整个演化过程.表明介质的无序导致了在较低能量情况下也能获得饱和增益这样的非线性效应.结果为研究获得双光子抽运随机激光器的稳态输出提供了理论依据.
2007, 56 (7): 3911-3916.
doi: 10.7498/aps.56.3911
摘要 +
光声成像结合了光学成像和声学成像的优点，是一种高分辨率，高对比度的无损伤医学成像技术.一种改进的同步迭代算法应用于光声图像重建.仿真和模拟结果表明，与传统的代数迭代算法相比，在90°，135°，180°的有限场光声成像中，此算法对测量误差的校正和迭代次数的收敛上具有较大的优势，图像重建的速度和成像质量都有了明显的提高.实验中，一种圆形扫描结构的光声成像装置，用于180°的有限场扫描，利用改进的同步迭代算法，重建出了高对比度和高分辨率（60μm）的鸡胚胎光声血管图像.实验证明，这种算法的应用，大幅度减少了数据采集时间，为光声成像技术运用于实时监测血流灌注和肿瘤光动力治疗的血管损伤效应提供了潜在的应用价值.
2007, 56 (7): 3917-3923.
doi: 10.7498/aps.56.3917
摘要 +
对掺钕光纤激光器输出功率沿光纤的分布以及不同光纤长度下抽运功率和输出功率沿光纤的分布进行了数值模拟.以808nm半导体激光器为抽运源，掺钕双包层保偏光纤为增益介质，对保偏光纤激光器进行了探索性的实验研究.分别就光纤不同弯曲形状和弯曲半径对激光器输出功率指标和偏振特性的影响进行了研究，实验中发现在1060nm和1092nm处有两个峰值.在波长1060nm处得到了7.35W的连续偏振激光输出，斜率效率为58.3％.
2007, 56 (7): 3924-3930.
doi: 10.7498/aps.56.3924
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用密码分析学的方法对菲涅耳域双随机相位加密系统进行了安全性分析，并提出了一种选择明文攻击的方法，利用多个冲击函数作为选择的明文，成功破解了菲涅耳域的双随机相位加密系统，并给出了密钥的解析式.此方法最大的优点在于解密的无损性，并从理论上加以证明，给出了模拟实验结果.
2007, 56 (7): 3931-3936.
doi: 10.7498/aps.56.3931
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提出一种自动补偿高效实用的改进型差分相位编码量子密钥分发方案.在Alice端采用偏振型强度调制器对连续激光进行调制，产生任意个相干脉冲进行差分相位调制编码；在Bob端采用双FM干涉仪代替传统的M-Z干涉仪，自动补偿了环境引起的偏振抖动，提高了系统的干涉稳定度.简化了系统的结构，提高了密钥生成效率，增强了系统的安全性.在实验上实现了稳定的80km量子密钥分配，误码率<4%.
2007, 56 (7): 3937-3944.
doi: 10.7498/aps.56.3937
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运用负值量子条件熵研究了双量子系统一类混合态的纠缠量度.给出了负值量子条件作为条件熵纠缠度的定义，证明了条件熵纠缠满足作为2×2系统一类混合纠缠态量度的四个基本条件.当双量子系统处于纯态时，条件熵纠缠度即为部分熵纠缠度.应用条件熵纠缠度研究了真空腔场中两全同二能级原子之间纯态和一类混合态纠缠的时间演化，比较了相同条件下两全同原子系统concurrence纠缠度的时间演化.结果表明，两纠缠度演化规律完全一致，验证了负值量子条件熵可以作为双量子系统纯态和一类混合态的纠缠量度.
2007, 56 (7): 3945-3949.
doi: 10.7498/aps.56.3945
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提出并实现了一种新型多有源区隧道级联大光腔半导体激光器，提高了激光器激射窗口的宽度，得到低于20°的垂直发散角，从而提高了光纤输出的耦合效率.对多种形式和规格的透镜光纤的测试结果表明，耦合效率可以提高30%以上.
2007, 56 (7): 3950-3954.
doi: 10.7498/aps.56.3950
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报道了一类新型的LD端面抽运Nd：LuVO4微片激光器，讨论了在不同掺杂浓度，不同厚度和不同透过率下的激光性质，测定了在不同抽运功率下，微片最佳激光输出功率与LD抽运温度的关系.在2W抽运功率下获得923mW的1064nm激光输出，阈值为48mW，斜效率为52%.对微片制冷后斜效率提高到59%.
2007, 56 (7): 3955-3960.
doi: 10.7498/aps.56.3955
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针对啁啾脉冲放大技术建成的钛宝石激光装置，提出一种获得高重复率激光脉冲列的方法.通过改变钛宝石再生放大器中泡克耳斯盒电光开关的传统工作模式，使得腔内放大的脉冲从某特定时刻起，每当在腔内往返一次就以一定的倒出比例（倒出率）倒出腔内脉冲能量的一部分，从而可以在有限的时间段内产生高重复率的啁啾激光脉冲列.基于Franz-Nodvik放大理论，建立了该高重复率再生放大器的理论模型，通过数值计算，系统地分析了初始增益、倒出时刻、倒出率对输出的脉冲序列的影响.在抽运功率为35mJ、倒出率为1/2的实验条件下，通过腔外的脉冲数量选择器，在一个抽运周期内的有限时间段内已获得了14个幅度相近、单脉冲能量约为0.02mJ、重复率为100MHz的啁啾脉冲序列.从此啁啾脉冲列中选取数个脉冲，通过10TW级的激光系统放大和压缩，已获得100MHz重复率的飞秒太瓦级脉冲列.
2007, 56 (7): 3961-3965.
doi: 10.7498/aps.56.3961
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研究了La2O3对Yb：Y2O3透明陶瓷光谱性能的影响，添加适量La2O3以后，Yb：Y2O3透明陶瓷的吸收峰和发射峰的位置不变，但由于La3+的离子半径大于Y3+的离子半径，在Y2O3中引入La3+离子后，导致Y2O3晶格常数变大，晶场强度变弱，同时降低了Y2O3晶体的有序度，致使发射峰强度有所下降，发射截面变小.过量的La2O3（x=0.16）造成Yb3+激活离子发射强度明显下降；其荧光寿命在添加La2O3后总体增大45%—60%.
2007, 56 (7): 3966-3971.
doi: 10.7498/aps.56.3966
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用干涉法在自散焦光折变晶体 LiNbO3：Fe中写入光子晶格的动态过程中，发现了双光束干涉条纹一分为二，四光束干涉点阵一分为四的分裂现象. 研究证明：这是干涉条纹空间频率的倍频现象，是入射的干涉光场与写入的光子晶格之间相互作用的结果. 本实验说明利用光折变效应可以容易地实现干涉光场空间频率的倍频和空间高次谐波的产生，并可利用产生的空间谐波感应出二倍频和高倍频的光折变光子晶格.
流体、等离子体和放电
2007, 56 (7): 3972-3976.
doi: 10.7498/aps.56.3972
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提出一种新型球形传感器探测仪，在不同风速、不同激励场强以及不同测试点的情况下对大气压下电晕放电形式产生的带电粒子浓度进行了测量，并分析了等离子体的空间分布情况，同时与DLY型空气离子测量仪的测试结果进行比较. 实验结果表明，球形探测仪对带电粒子浓度的测试结果较为理想，同时，设备操作简单，占用空间小，便于局部定点测量，为研究等离子体的空间分布提供了条件.
2007, 56 (7): 3977-3983.
doi: 10.7498/aps.56.3977
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得到了描述由尘埃颗粒电荷变化、非热力学平衡分布的离子和Boltzmann分布的电子组成的未磁化的热尘埃等离子体中的尘埃声波的修正的KdV (mKdV) 方程. 并对诸多的尘埃等离子体参数对尘埃声孤波结构的影响进行了理论研究，结果表明，尘埃等离子体参数决定着尘埃声孤波结构，且只在这些参数特别选定的一些区域，才会出现稳定的孤波.
2007, 56 (7): 3984-3989.
doi: 10.7498/aps.56.3984
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在神光Ⅱ装置上，用软X射线激光Mach-Zehnder干涉仪诊断了点聚焦CH等离子体电子密度Ne分布，介绍了实验结果. 通过Abel变换进行了密度反演， 给出了Ne的2D分布，测得的最高Ne为3.2×1021cm-3. 通过同1.5维JB19程序以及二维XRL2D程序的模拟结果的比较，发现高密度区，限流因子取0.05的理论结果同实验相符，但是低密度区实验得到的Ne分布下降得更快，而且理论模拟的Ne二维分布同实验结果在细节上有比较大的差别. 粗略的误差分析显示，干涉仪面型误差是实验误差的主要来源.
凝聚物质：结构、热学和力学性质
2007, 56 (7): 3990-3995.
doi: 10.7498/aps.56.3990
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提出一种SOI基背栅体内场降低BG REBULF(back-gate reduced BULk field)耐压技术. 其机理是背栅电压诱生界面电荷，调制有源区电场分布，降低体内漏端电场，提高体内源端电场，从而突破习用结构的纵向耐压限制，提高器件的击穿电压. 借助二维数值仿真，分析背栅效应对厚膜高压SOI LDMOS (>600V) 击穿特性的影响，在背栅电压为330V时，实现器件击穿电压1020V，较习用结构提高47.83%. 该技术的提出，为600V以上级SOI基高压功率器件和高压集成电路的实现提供了一种新的设计思路.
2007, 56 (7): 3996-4003.
doi: 10.7498/aps.56.3996
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研究了Cu-Pb偏晶合金的急冷快速凝固和组织形成规律，并通过将金属熔体的热传导方程和Navier-Stokes方程相耦合, 理论分析了合金熔体的冷却速率、液固相变时间等物理参量与液相分离之间的相关性. 研究结果表明，在急冷快速凝固条件下，熔体的快速冷却对偏晶合金组织形成的影响要比熔体内部液相流动的影响更为显著. 快速凝固使液相分离受到抑制，Cu-Pb偏晶合金均可获得均匀的微观组织结构. 随着冷速的增大，晶粒尺寸明显减小，凝固组织显著细化，晶体形态由粗大枝晶向均匀细小的等轴晶过渡. 提高冷却速率，缩短液固相变时间是重力场中抑制液相分离、获得均匀偏晶组织结构的重要条件.
2007, 56 (7): 4004-4008.
doi: 10.7498/aps.56.4004
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利用X射线衍射和差示扫描量热分析研究了高温高压下Zr46.75Ti8.25Cu7.5Ni10Be27.5大块非晶合金的玻璃转变和晶化行为，结果发现压力降低了该大块非晶合金中的自由体积、热焓和晶化激活能.
2007, 56 (7): 4009-4016.
doi: 10.7498/aps.56.4009
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用原子力显微镜(AFM)观测了不同张应力退火的Fe基纳米晶(Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9)薄带横断面的形貌，并结合X射线衍射(XRD)图谱对不同张应力退火的Fe基纳米晶薄带的介观结构进行分析；测量了不同张应力退火Fe基纳米晶薄带的纵向驱动巨磁阻抗(LDGMI)曲线及横向磁各向异性场；认为张应力退火Fe基纳米晶薄带感生横向磁各向异性场的介观结构机理，是由于外加张应力退火产生由非晶相包裹着的α-Fe(Si)纳米晶粒(包裹晶粒)的横向优势团聚.
2007, 56 (7): 4017-4023.
doi: 10.7498/aps.56.4017
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采用第一性原理计算及经验方法研究了Se，Te纳米线的结构稳定性. Se与Te的晶体是由三角Se，Te原子链构成并且链间相互作用相对较弱. 小直径的纳米线(<30?)进行了第一性原理计算； 同时对于大直径的纳米线，采用了一种只考虑了链间相互作用的经验方法. 六边形截面的构型比其他各种结构都要稳定，虽然在原子链数目的限制下无法保证其为正六边形. 该结论与被广泛接受的Se，Te纳米线的六边形稳定结构相一致.
2007, 56 (7): 4024-4031.
doi: 10.7498/aps.56.4024
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从实验和理论两个方面，探讨了金属Ag不同掺杂浓度对Ag:Bi2O3复合膜线性和非线性光学性质的影响. 用吸收光谱研究了Ag浓度与Ag:Bi2O3复合膜表面等离子体共振带之间的关系；用皮秒Z-扫描技术研究了共振和非共振情况下(激发光波长分别为532nm和1064nm)，金属Ag浓度与复合膜三阶非线性极化率的关系. 基于表面等离子体共振理论和局域场增强理论对复合膜进行了分析，得到了不同Ag浓度时Ag:Bi2O3复合膜的三阶非线性效应，研究了激发波长和金属浓度对复合膜线性和非线性光学性质的影响. 结果表明，等离子体共振增强和合适的金属掺杂浓度使得三阶极化率增强二个量级，在Ag浓度为35％左右和接近等离子体共振频率(相应吸收带位于560nm—622nm)的532nm激发时，χ(3)具有最大值2.4×10-9esu.
2007, 56 (7): 4032-4038.
doi: 10.7498/aps.56.4032
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采用电化学腐蚀制备多孔硅，利用场致发射扫描式电子显微镜(field emission scanning electron microscope，FESEM)观测多孔硅的二维微观形貌，利用Nano Indenter XP中的纳米轮廓扫描仪组件(nano profilometry, NP)得到其三维拓扑分析图像，分析了微观结构差异的原因并讨论了多孔硅内部微观结构对其机械性能的影响；利用MTS Nano Indenter XP纳米压入测量仪器，研究了多孔硅的显微硬度和杨氏模量随压入深度的变化规律，比较了不同孔隙率多孔硅的机械性能差别.实验结果测得40mA/cm2，60mA/cm2，80mA/cm2和100mA/cm2四个不同腐蚀电流密度条件下制备多孔硅样品的孔隙率在60%—80%范围内，孔隙率随着腐蚀电流密度的增加而增大；在氢氟酸(HF)浓度为20%的条件下制备出多孔硅样品的厚度在40μm—50μm范围内；测得多孔硅的平均硬度、平均杨氏模量分别在0.478GPa—1.171GPa和10.912GPa—17.15GPa范围内，并且其数值随腐蚀电流密度的增加而减小，在纳米硬度范围内随压入深度的增加而减小，在显微硬度范围内其数值保持相对恒定，分析了样品表面、厚度、微观结构，及环境对其机械性能的影响，得到了多孔硅力学性能随其微观尺度形貌的变化规律.
2007, 56 (7): 4039-4043.
doi: 10.7498/aps.56.4039
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分析了LaNi5储氢过程的热力学平衡关系，根据平衡状态下的热力学函数，导出了能够完整描述整个实验范围P-C-T关系的平衡公式. 利用P-C-T平衡公式对不同温度下平衡压力与储氢量的变化曲线进行了拟合分析, 计算并讨论了储氢过程中平衡反应的热力学函数.
2007, 56 (7): 4044-4048.
doi: 10.7498/aps.56.4044
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利用激光脉冲沉积(PLD)技术在(302)γ-LiAlO2衬底上成功生长了非极性的a面(1120) ZnO薄膜. 衬底温度为350℃时，薄膜是混合取向(a向和c向)，以c面ZnO为主，且晶粒尺寸分布很宽；提高温度达500℃，薄膜变为单一的(1120)取向，摇摆曲线半高宽0.65°，晶粒尺寸分布趋窄，利用偏振透射谱可以明显看出其面内的各向异性. 衬底温度650℃下制备的样品晶粒继续长大，虽然摇摆曲线半高宽变大，但光致发光谱(PL)带边发射峰半高宽仅为105meV，比在350℃，500℃下制备的样品小1/5.
2007, 56 (7): 4049-4055.
doi: 10.7498/aps.56.4049
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采用X射线衍射技术、电子背散射衍射技术和扫描电镜分别观察了不同甲烷浓度条件下沉积的CVD自支撑金刚石薄膜的宏观织构、晶界分布和表面形貌. 研究了一阶孪晶在金刚石晶体{111}面生长的原子堆垛过程. 结果表明，由于一阶孪晶〈111〉60°的取向差关系以及{111}面的原子堆垛结构，使{111}面上容易借助碳原子的偏转沉积产生一阶孪晶. 低甲烷浓度时，碳原子倾向于在表面能较低的{111}面沉积，为孪晶的形成提供了便利，且高频率孪晶使薄膜织构强度减弱. 甲烷浓度升高使生长激活能较小的{001}面成为主要前沿生长面，因而只有〈001〉晶向平行薄膜法向的晶粒能够不断长大，因此孪晶形核概率明显减小. 另外，在薄膜中发现二阶孪晶，并对二阶孪晶的形成进行了分析.
2007, 56 (7): 4056-4061.
doi: 10.7498/aps.56.4056
摘要 +
利用XRD技术测试了镀锌钝化膜结合界面的残余应力，同时通过电解抛光法检测了其厚度方向残余应力的分布规律，分析了残余应力对镀锌钝化膜结合强度的影响. 试验结果表明，镀锌钝化膜的残余应力均表现为压应力，并随着基体表面残余应力的增大而减小；钝化膜在2—10μm厚度方向的残应力为-274.5—-428.3MPa，其应力为梯度分布；镀锌钝化膜与基体的界面结合强度与其残余应力成反比，减小薄膜残余应力，有利于提高镀锌钝化膜与基体的结合强度.
凝聚物质：电子结构、电学、磁学和光学性质
2007, 56 (7): 4062-4067.
doi: 10.7498/aps.56.4062
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采用基于密度泛函理论(DFT)的总体能量平面波超软赝势法，对Mg，Zn，Cd掺杂InN的32原子超原胞体系进行了几何结构优化，从理论上给出了掺杂和非掺杂体系的晶体结构参数，其中非掺杂体系的理论值与实验值符合很好. 计算了掺杂InN晶体的结合能，总体态密度、集居数，差分电荷密度，并对此做了细致的分析. 计算结果表明，相对于Zn和Cd，MgIn在InN中的溶解度会更大，并能提供更多的空穴态，非常有利于InN的p型掺杂.
2007, 56 (7): 4068-4074.
doi: 10.7498/aps.56.4068
摘要 +
用离散偶极子近似方法，计算了单个烟尘簇团粒子的光学特性，得到了簇团粒子的散射截面、吸收截面及不对称因子随入射角的变化关系，为研究波在烟尘粒子中的传输特性提供了有效的计算方法；给出了不同入射角情况下烟尘簇团粒子散射矩阵元素的角分布，为研究散射体的散射特性、极化特性以及散射体结构特性提供了一种理论方法.
2007, 56 (7): 4075-4078.
doi: 10.7498/aps.56.4075
摘要 +
依据原子结合能定义了界面结合能. 采用递归法计算了纳米管增强锌铝基复合材料中ZA27/CNT界面电子结构，揭示了纳米管在ZA27合金晶界分布的微观物理本质，及其ZA27/CNT弱界面结合的电子层面的原因. 研究发现：金属基体对纳米管增强相上的碳原子态密度影响很大，而纳米管对基体金属中的铝、锌原子影响很小. 碳原子态密度与基体金属原子趋于同化，使纳米管与基体金属结合，但因同化程度不高导致界面结合较弱，影响强化效果. 如果在纳米管装饰或镀上与基体金属性质相近的原子层，会极大改善复合材料的界面结合强度，提高复合材料性能.
2007, 56 (7): 4079-4084.
doi: 10.7498/aps.56.4079
摘要 +
运用密度泛函理论体系下的平面波赝势(PWP)和广义梯度近似(GGA)方法，计算研究了闪锌矿结构的ZnS晶体在不同的外界压强下的电子结构. 通过分析发现，随着外界压强的增大，晶格常数和键长在不断缩小，从S原子向Zn原子转移的电荷越来越少，Zn—S键的共价性逐渐增强，Zn原子和S原子的态密度都有不同程度的变化，而且还有向低能量移动的趋势. 当外界压强达到24GPA时，ZnS从直接带隙半导体变成间接带隙半导体，而且随着压强的增大，间接带隙逐渐变小，直接带隙逐渐增大.
2007, 56 (7): 4085-4088.
doi: 10.7498/aps.56.4085
摘要 +
采用Born-Mayer-Haggins对势模型，分析了并五苯分子间势能及其相互作用. 用紧束缚模型计算了两种并五苯同质异相体结构的能带宽度. 计算带宽随温度升高减小8%—14%.
2007, 56 (7): 4089-4093.
doi: 10.7498/aps.56.4089
摘要 +
运用相对论的密度泛函离散变分法(DV-Xα)研究了CaWO4晶体中F型色心的电子结构. 计算结果表明，F和F+心在禁带中引入了新的施主能级；分析了晶体内可能存在的光学跃迁模式，并通过过渡态的方法计算了F，F+心跃迁到导带底的能量分别为1.92eV和2.42eV. 因此，从理论上推断了F和F+心在CaWO4晶体中可能引起650nm和515nm的吸收，由此说明CaWO4晶体中650nm和515nm吸收带起源于晶体中的F和F+心.
2007, 56 (7): 4094-4098.
doi: 10.7498/aps.56.4094
摘要 +
采用基于粗粒珠簧模型的分子动力学模拟方法，考察了非极性和极性全氟聚醚(perfluoropolyether， PFPE)膜在固体表面的稳定性. 随着时间推移，非极性PFPE膜的表面形貌没有明显变化，呈现稳定的状态；而强极性PFPE膜的部分润滑分子发生局域集聚，使润滑膜的表面粗糙度随时间而增大，呈现不稳定的状态. 通过比较具有不同极性端基PFPE润滑膜的表面形貌变化，结果发现：极性端基与极性端基的作用是导致润滑膜不稳定的根本原因，极性端基与固体表面的作用对润滑膜稳定性影响不大.
2007, 56 (7): 4099-4104.
doi: 10.7498/aps.56.4099
摘要 +
研究了Si 重δ 掺杂In0.52Al0.48As/In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As单量子阱内高迁移率二维电子气系统中的反弱局域效应. 研究表明，强的Rashba自旋轨道相互作用来源于量子阱高的结构反演不对称. 高迁移率系统中，粒子的运动基于弹道输运而非扩散输运. 因此，旧的理论模型不能用于拟合实验结果. 由于最新的模型在实际拟合中过于复杂，一种简单可行的近似用于处理实验结果，并获得了自旋分裂能Δ0和自旋轨道耦合常数α两个重要的物理参数. 该结果与对纵向电阻的Shubnikov-de Haas—SdH振荡分析获得的结果一致. 高迁移率系统中的反弱局域效应研究表明，发展有效的反弱局域理论模型，对于利用Rashba自旋轨道相互作用来设计自旋器件尤为重要.
2007, 56 (7): 4105-4112.
doi: 10.7498/aps.56.4105
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描述了介观物理系统中噪声的研究现况. 对热噪声和散粒噪声的物理起源做了详细介绍，热噪声是系统的能态占据数发生涨落引起的，而散粒噪声源于载流子传输的微粒特性. 还介绍了研究噪声的主要理论——散射理论，并给出了其在马鞍形半导体量子线和铁磁/绝缘体/半导体双异质结两种介观系统中的应用，指出了噪声研究的实际物理意义.
2007, 56 (7): 4113-4116.
doi: 10.7498/aps.56.4113
摘要 +
利用透射电镜对掺氮(NCZ) 和普通 (CZ) 直拉硅单晶中的原生氧沉淀进行研究. 研究表明，在NCZ样品中，有高密度的粒径为5nm的氧沉淀生成，而在CZ样品中，没有观察到这种氧沉淀. 初步认为，这种细小的氧沉淀是以650℃低温下形成的N-O复合体为核心在随后的冷却过程中形成.
2007, 56 (7): 4117-4121.
doi: 10.7498/aps.56.4117
摘要 +
用密度梯度量子模型定量研究了磷化铟(InP)复合沟道高电子迁移率晶体管(HEMT)的击穿特性，考虑了复合沟道内碰撞电离以及沟道量子效应，重点研究了器件击穿电压随In0.7Ga0.3As沟道厚度的变化关系，提出了提高击穿电压的方法，采用商用器件模拟软件Sentaurus模拟了器件的开态击穿电压，对比了实验和模拟的结果. 研究表明：适当减小In0.7Ga0.3As沟道层的厚度可以在保持器件饱和电流基本不变的前提下大幅度提高开态击穿电压，这对于提高InP基HEMT的功率性能具有重要意义.
2007, 56 (7): 4122-4126.
doi: 10.7498/aps.56.4122
摘要 +
采用PECVD技术，在玻璃衬底上沉积μc-Si:H薄膜. 用拉曼光谱、SEM和UV分光光度计对不同沉积温度下沉积的薄膜的结构特性进行分析. 研究发现：沉积温度较低时，随着沉积温度的升高，薄膜的晶化率增加；当沉积温度超过某一温度值时，随着温度的进一步升高，薄膜的晶化率降低. 这时，表面反应由表面扩散限制转变为流量控制. 该温度值随着硅烷含量的降低而降低.
2007, 56 (7): 4127-4131.
doi: 10.7498/aps.56.4127
摘要 +
利用偏振光椭圆率测量仪对分子束外延(MBE)法在Sapphire衬底上生长的Zn1-xMgxO 薄膜的薄膜折射率和厚度进行了测试. 结合ICP法测得的薄膜中的Mg组成量，经数值拟合，导出表征薄膜厚度与薄膜生长条件、薄膜折射率与薄膜中的Mg组成量之间关系的曲线，为MBE法在Sapphire衬底上生长Zn1-xMgxO 薄膜时控制薄膜厚度以及在制作Zn1-xMgxO 薄膜的波导时控制薄膜的折射率提供了理论依据.
2007, 56 (7): 4132-4136.
doi: 10.7498/aps.56.4132
摘要 +
采用磁控溅射法制备的La1-xSrxMnO3 (LSMO)/TiO2异质pn结表现出很好的整流特性.室温电流电压特性曲线显示随着Sr掺杂的增加，扩散电压增大，这可能由于Sr掺杂的增加导致载流子浓度增大所致.电流电压变温特性曲线显示随着测量温度的降低，扩散电压增大，这可能由于随着测量温度的变化导致界面电子结构的变化所致.值得提出的，异质pn结电阻随温度变化曲线表现出单层LSMO的金属绝缘相变特性，并且在低测量温度时表现出随着测量温度的降低结电阻增大，这可能是由于宽带隙的TiO2的引入导致.
2007, 56 (7): 4137-4142.
doi: 10.7498/aps.56.4137
摘要 +
详细论述Si/SiGe量子级联激光器的工作原理，通过对比找到一组合适的Si，Ge和SiGe合金的能带参数，进而应用6×6 k·p方法计算了不同阱宽、不同Ge组分Si/Si1-xGex/Si量子阱价带量子化的空穴能级本征值及其色散关系，分析Si/Si1-xGex/Si量子阱空穴态能级间距随阱宽和组分的变化规律，最后应用计算结果讨论了Si/SiGe量子级联激光器有源区的能带设计，有益于优化Si /SiGe量子级联激光器结构.
2007, 56 (7): 4143-4147.
doi: 10.7498/aps.56.4143
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研究了基于InP基的In0.65Ga0.35As/In0.52Al0.48As赝型高迁移率晶体管材料中纵向磁电阻的Shubnikov-de Haas(SdH)振荡效应和霍耳效应，通过对纵向磁电阻SdH振荡的快速傅里叶变换分析，获得了各子带电子的浓度，并因此求得了各子带能级相对于费米能级的位置.联立求解Schrdinger方程和Poisson方程，自洽计算了样品的导带形状、载流子浓度分布以及各子带能级和费米能级位置.理论计算和实验结果很好符合.实验和理论计算均表明，势垒层的掺杂电子几乎全部转移到了量子阱中，转移率在95%以上.
2007, 56 (7): 4148-4151.
doi: 10.7498/aps.56.4148
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从二维系统的Kosterlitz-Thouless (KT) 相变理论出发，在关联长度中引入热激活能和平均钉扎高度，提出了修正的KT相变模型.该模型与库伦气体标度理论和Halperin-Nelson关系具有一致性.应用修正的KT相变模型研究磁场下Tl2Ba2CaCu2Ox(Tl-2212)薄膜电阻转变的标度行为，发现由电阻转变计算得到的平均钉扎高度与温度具有线性依赖关系，实验结果支持修正的KT相变模型.
2007, 56 (7): 4152-4157.
doi: 10.7498/aps.56.4152
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用化学镀的方法制备了NiFeCoP/CuBe复合结构丝，研究了其巨磁阻抗特性.结果表明复合结构丝在较低频率的驱动电流下就有明显的磁阻抗效应，当驱动电流频率在20kHz时的磁阻抗效应为40％，最大磁阻抗效应出现的频率在180kHz，为97％.利用复数磁导率和等效电路探讨了该复合丝铁磁层磁化过程的频率特性，复合结构丝的特征弛豫频率在1MHz左右.外加直流磁场抑制畴壁移动，在等效电路中与抵消部分并联电路相关.
2007, 56 (7): 4158-4168.
doi: 10.7498/aps.56.4158
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从准三能级Yb离子的能级结构出发，建立了Yb离子的抽运和激光速率方程，结合解析和数值方法，研究了Yb激光介质的抽运动力学过程，包括抽运激发效率、最低抽运强度、激光能量提取效率等关键参数.比较了三类典型的Yb激光介质性能：Yb:S-FAP,Yb:YAG以及Yb:FP-glass.以放大自发辐射(ASE)为设计判据，重点研究了脉冲储能型Yb激光器的设计准则，包括增益介质的厚度与掺杂浓度.最后利用此模型给出了基于Yb:S-FAP以及Yb:YAG的100J级二极管抽运固体激光器(DPSSL)的总体设计参数.将对基于Yb激光介质的脉冲储能型DPSSL的设计提供有益的参考.
2007, 56 (7): 4169-4174.
doi: 10.7498/aps.56.4169
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在不同的氮分压r(r=N2/［N2+Ar］)和射频功率P下，使用反应射频磁控溅射法，在玻璃基片上制备了氮化铜薄膜样品.用台阶仪测得了薄膜的厚度，用原子力显微镜、X射线衍射仪、紫外-可见光谱仪对薄膜的表面形貌、结构及光学性质进行了表征分析.结果表明，薄膜的沉积速率随P和r的增加而增大.薄膜表面致密均匀，晶粒尺寸为30nm左右.随着r的增加，薄膜颗粒增大，且薄膜由(111)晶面转向(100)晶面择优生长.薄膜的光学带隙Eg在1.47—1.82eV之间，随r的增加而增大.
2007, 56 (7): 4175-4179.
doi: 10.7498/aps.56.4175
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研究一维周期排列共振放大介质的小信号增益特性.研究结果表明小信号增益随着作用长度的增加表现出异常的放大特性.在满足严格布拉格共振条件下，介质折射率分布形成的带隙和增益效应之间的相互竞争决定了透射光场的变化.进一步讨论了增益大小与激子参数和共振原子之间的依赖关系.
2007, 56 (7): 4180-4186.
doi: 10.7498/aps.56.4180
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采用液氮冷却以及气体增压技术，制备了～30MPa及～90K初始状态的氢、氦等摩尔混合气体样品.以二级轻气炮作为加载工具，用不同灵敏度设置的两套多通道瞬态高温计系统获得完整、清晰的稠密氢、氦混合气体多次冲击压缩过程的光谱辐射强度信号.并建立起相应的实验数据处理和分析技术，获得了5—140GPa范围内氢、氦混合气体一至五次冲击雨贡纽物态方程，以及一次、二次和四次冲击温度实验数据.流体变分理论和离解模型用来分析和解释所获得的测量结果.
2007, 56 (7): 4187-4193.
doi: 10.7498/aps.56.4187
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测量了Tm3+离子不同浓度(0.5at.%, 3 at.%, 5 at.%)掺杂的NaY(WO4)2晶体在800nm激光二极管激发下的上转换发射光谱.结合吸收谱、荧光谱和由Judd-Ofelt理论计算的光谱参数，详细分析了Tm3+:NaY(WO4)2晶体中上转换能量传递机理和离子浓度对上转换发射的影响.讨论了四种影响上转换发光效率的离子间相互作用机理：3H5+1G4→3H6+1D2，3H5+3H5→3H6+3F3，1G4+3H6→3F4+3F3，1G4+3H6→3F3+3F4，并根据Miyakawa-Dexter理论定量计算了各过程的发生概率.论证了交叉弛豫和共协上转换等浓度猝灭效应是影响Tm3+离子蓝色上转换荧光发射效率的主要因素.
2007, 56 (7): 4194-4199.
doi: 10.7498/aps.56.4194
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研究了808 nm和977 nm激光二极管抽运下铥/镱共掺TeO2-Ga2O3-R2O(R=Li，Na，K)玻璃光谱特性.利用Judd-Ofelt 理论计算了Tm3+离子在碲镓酸盐玻璃中自发辐射跃迁概率、荧光分支比和辐射寿命等光谱参数.在977 nm激光二极管抽运下，观测到Tm3+/Yb3+共掺碲镓酸盐玻璃很强的476 nm上转换蓝光(1G4→3H6)和较弱的650 nm上转换红光(1G4→3H4和3F2，3→3H6).分析表明476 nm蓝光发射为三光子吸收过程，650 nm红光发射为双光子和三光子混合吸收过程；而在808 nm激光二极管抽运下，玻璃上转换蓝色荧光为双光子吸收过程.实验发现，随着碱金属离子半径的增大，977 nm激光二极管抽运下蓝光上转换发光强度增强，而用808 nm激光二极管抽运蓝光上转换发光无明显的变化.
2007, 56 (7): 4200-4206.
doi: 10.7498/aps.56.4200
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研究了Tm3+/Ho3+共掺TeO2-WO3-ZnO玻璃在808 nm激光二极管抽运下的2.0μm发光特性及Tm3+与Ho3+之间的能量传递.应用Judd-Ofelt理论计算了Ho3+在碲酸盐玻璃中的谱线强度参量Ωt (t=2,4,6)、自发辐射概率Ar、辐射寿命τr等.计算了Ho3+的吸收截面σa(λ)和受激发射截面σe(λ).结果表明：碲酸盐玻璃中Tm3+→Ho3+正向能量传递系数大约是Tm3+←Ho3+反向能量传递系数的18倍.Ho3+离子的5I7能级的寿命为3.9ms，2.0μm处的最大发射截面为9.15×10-21cm2.在0.5mol% Tm2O3和0.15mol% Ho2O3共掺的碲酸盐玻璃中能获得2.0μm的最大增益.通过比较氟化物、碲酸盐和镓铋酸盐重金属氧化物等玻璃中Ho3+的量子效率η，σe×τm值和增益系数G(λ)等，发现Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃是一种理想的2.0μm激光器用基质玻璃.
2007, 56 (7): 4207-4212.
doi: 10.7498/aps.56.4207
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高温熔制Er3+，Yb3+离子掺杂CaO-Y2O3-Al2O3-SiO2系统玻璃，并进行微晶化处理，研究了微晶玻璃中Er3+离子的发光及上转换发光特性，分析了微晶玻璃上转换发光机理.结果表明：原始玻璃经热处理得到了Er,Yb:YAG微晶玻璃，微晶玻璃中Er3+离子在室温下4I13/2→4I15/2跃迁产生横盖1450—1650nm区间的超宽带荧光，荧光半高宽达180nm，这可能由于YAG微晶相中Er3+离子与玻璃相中残留Er3+离子的共同发光；Er3+与Yb3+离子局域基质声子能量的降低使微晶玻璃Er3+离子上转换发光强度与原始玻璃相比显著提高，绿光、红光上转换荧光强度比玻璃样品分别增强约7和3倍；微晶化后Er3+，Yb3+离子局域环境发生变化也导致微晶玻璃中Er3+离子绿光、红光上转换发光相对强度发生变化.
2007, 56 (7): 4213-4217.
doi: 10.7498/aps.56.4213
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通过显微光致发光技术和显微拉曼(Raman)技术研究了半绝缘GaAs (SI-GaAs)晶体的带边附近的发光. 在光荧光谱中，观察到在高于GaAs带边0.348eV处有一个新的荧光峰. 结合Raman谱指认此发光峰来源于GaAs的E0＋Δ0能级的非平衡荧光发射. 同时, 通过研究E0＋Δ0能级的偏振、激发光强度依赖关系，以及温度依赖关系说明E0＋Δ0能级与带边E0共享了共同的导带位置Γ6，同时这也说明在GaAs中主要是导带的性质决定了材料的光学行为.同时，通过与n-GaAs和δ掺杂GaAs相比较，半绝缘GaAs晶体的E0＋Δ0能级的发光峰更能反映GaAs电子能级高临界点E0＋Δ0的能量位置和物理性质. 研究结果说明显微光致发光技术是研究半导体材料带边以上能级光学性质的一种非常有力的研究工具.
2007, 56 (7): 4218-4223.
doi: 10.7498/aps.56.4218
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在实验优化MBE工艺条件的基础上，采用蓝宝石(0001)邻晶面衬底制备出了具有较高质量的GaN薄膜.XRD分析表明邻晶面衬底生长的GaN薄膜晶体结构质量明显提高，AFM表征结果显示邻晶面生长的样品表面形貌显著改善.蓝宝石衬底GaN薄膜的瞬态光电导弛豫特性对比实验研究发现，常规衬底生长的GaN薄膜光电导弛豫特性出现双分子复合、单分子复合和弛豫振荡三个过程，持续时间分别为0.91，7.7和35.5ms；蓝宝石邻晶面衬底生长的GaN薄膜光电导弛豫过程主要是双分子复合和单分子复合过程，持续时间分别为0.78和14ms.理论分析表明MBE生长GaN薄膜的持续光电导效应主要起源于本生位错缺陷引发的深能级.
2007, 56 (7): 4224-4228.
doi: 10.7498/aps.56.4224
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采用磁控三靶(Si，Sb及Te)共溅射法制备了Si掺杂Sb2Te3薄膜，作为对比，制备了Ge2Sb2Te5和Sb2Te3薄膜，并且采用微加工工艺制备了单元尺寸为10μm×10μm的存储器件原型来研究器件性能.研究表明，Si掺杂提高了Sb2Te3薄膜的晶化温度以及薄膜的晶态和非晶态电阻率，使得其非晶态与晶态电阻率之比达到106，提高了器件的电阻开/关比；同Ge2Sb2Te5薄膜相比，16at% Si掺杂Sb2Te3薄膜具有较低的熔点和更高的晶态电阻率，这有利于降低器件的RESET电流.研究还表明，采用16at% Si掺杂Sb2Te3薄膜作为存储介质的存储器器件原型具有记忆开关特性，可以在脉高3V、脉宽500ns的电脉冲下实现SET操作，在脉高4V、脉宽20ns的电脉冲下实现RESET操作，并能实现反复写/擦，而采用Ge2Sb2Te5薄膜的相同结构的器件不能实现RESET操作.
2007, 56 (7): 4229-4234.
doi: 10.7498/aps.56.4229
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设计了一系列实验对Concorde MicroPET Rodent R4小动物正电子断层成像系统(该系统是Concorde Microsystems公司开发的小动物专用PET扫描仪，该扫描仪具有32层探测器环，动物入口孔径为120mm，横向视野为100mm，轴向深度为78mm，标称的视野中央处的空间分辨率可达1.8mm以下)的空间分辨率、灵敏度、散射率等性能参数进行了测试，测试结果显示该扫描仪视野中心的横向空间分辨率为1.9mm, 轴向空间分辨率为1.88mm, 在能窗设定为250—750keV时系统的绝对灵敏度为39.88 cps/kBq, 同样能窗下二维重建散射分数为50.6%,三维重建散射分数为32.3%.
物理学交叉学科及有关科学技术领域
2007, 56 (7): 4235-4241.
doi: 10.7498/aps.56.4235
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采用籽晶法制备了大体积高质量的4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶对甲基苯磺酸盐(DAST)晶体，对制备条件进行了优化，对DAST晶体X射线衍射谱图中的主要峰进行了指标化.另外，还对所制备的DAST晶体的透光性、热稳定性进行了研究， 并对265℃的焙烧产物进行了X射线衍射 (XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)测试，证明了260℃是DAST晶体的熔化相变温度， 说明采用熔融法制备DAST晶体是可行的；同时还对DAST晶体的热失重过程进行了初步探讨.
2007, 56 (7): 4242-4246.
doi: 10.7498/aps.56.4242
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以自组装单层胶体小球阵列为掩模，采用直接胶体晶体刻蚀技术在硅表面制备二维有序尺寸可控的纳米结构.在样品制备过程中，首先通过自组装法在硅表面制备了直径200nm的单层聚苯乙烯(PS)胶体小球的二维有序阵列；然后对样品直接进行反应离子刻蚀(RIE)，以氧气为气源，利用氧等离子体对聚苯乙烯小球和对硅的选择性刻蚀作用，通过改变刻蚀时间，制备出不同尺寸的PS胶体小球的有序单层阵列；接着以此二维PS胶体单层膜为掩模，以四氟化碳为气源对样品进行刻蚀；最后去除胶体球后得到二维有序的硅柱阵列.SEM和AFM的测量结果表明：改变氧等离子体对胶体球的刻蚀时间和四氟化碳对硅的刻蚀时间，可以控制硅柱的尺寸以及形貌，而硅柱阵列的周期取决于原始胶体球的直径.
2007, 56 (7): 4247-4251.
doi: 10.7498/aps.56.4247
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通过研究不同外场作用下镁合金AZ61的凝固组织，发现在静磁场单独作用时的晶界主要由镁基体和连续的网状化合物组成，在静磁场与交流电组合外场下的晶界主要由镁基体和网状及点状Mg-Al-Zn化合物组成，而在静磁场与直流电组合外场下晶界上的连续网状化合物彻底消失，化合物以不连续的薄片形态分布于镁基体上.相对于单一静磁场作用时，静磁场与电流共同作用时提高了镁合金晶内溶质含量，降低了晶界上的溶质含量.
2007, 56 (7): 4252-4255.
doi: 10.7498/aps.56.4252
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金属在“超颖物质”中有重要应用，分析和仿真金属介质很有意义. 对比了时域有限差分(FDTD)中金属介质的三种计算方法：ADE(Auxiliary Differential Equation), PLRC(Piecewise Linear Recursive Convolution) 和Sakoda提出的方法. 通过数值验证，发现ADE和PLRC的数值结果完全相同. Sakoda的方法在计算卷积时采用台阶近似，有一定误差.改进Sakoda方法的卷积计算后，结果与其他两种方法完全相同.
2007, 56 (7): 4256-4261.
doi: 10.7498/aps.56.4256
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系统地研究了溶剂、温度和聚合电流密度对电化学制备本征导电聚吡咯 (PPy)膜密度的影响,分别用四探针法和热失重(TG)法研究了不同密度的PPy膜的电导率和热稳定性.用循环伏安法(CV)和电化学阻抗谱(EIS)法比较了不同密度的PPy膜的电化学性能.研究表明,在室温下,在乙氰/水(AN/H2O, 99/1)溶液比在水溶液中容易得到高密度的PPy膜.高聚合电流密度(如10mA/cm2)可以进一步提高PPy膜的密度,用X射线光电子能谱(XPS)对其结构进行了分析.在AN/H2O(99/1)溶液中用小电流密度(0.1mA/cm2)聚合时,低温(-20℃)有利于提高PPy膜的密度;然而在高电流密度(10mA/cm2)时, 低温(-20℃)不利于提高PPy膜的密度.高密度的PPy膜(1.42g/cm3)用电流密度10mA/cm2在0℃的AN/H2O(99/1)溶液中制得.该合成方法和常用的低温低电流密度方法制备高密度的PPy膜相比, 合成时间短,条件易实现,更利于实用化.更重要的是,高密度的PPy膜不仅具有高电导率(～220S/cm)和高热稳定性,还具有低的电化学活性.因此,高密度的PPy膜不仅是一种优异的电子导电的电极材料,而且是一种潜在的优异的防腐材料.
2007, 56 (7): 4262-4269.
doi: 10.7498/aps.56.4262
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利用紫外光电子能谱(UPS)、角分辨紫外光电子能谱(ARUPS)和扫描隧道显微镜(STM)等方法研究了tetracene分子在Ru(1010)表面上吸附的电子态，吸附位置和吸附取向.UPS实验显示，与tetracene分子有关的光电子谱峰在费米能级以下2.1, 3.5, 4.8, 6.0, 7.1和9.2 eV处；ARUPS 结果表明，tetracene分子的分子平面基本平行于衬底表面；从STM图像中可以看到tetracene分子的长轴沿［0001］和［1210］两个晶向.基于密度泛函理论的从头算计算证实了上述结论.当分子长轴沿［0001］晶向时，分子中心位置在衬底表面的“短桥位”上，当分子长轴沿［1210］晶向时，分子中心位置在衬底表面的“四原子中心空位”上.
2007, 56 (7): 4270-4276.
doi: 10.7498/aps.56.4270
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以导电聚苯胺为空穴传输材料，制备了固态染料敏化太阳电池(DSC).利用强度调制光电流谱(IMPS)和强度调制光电压谱(IMVS)研究了TiO2多孔膜内的电子输运及复合过程.通过TiO2多孔膜内电子的平均传输时间(τd)和电子寿命(τn)及对IMPS实验数据的拟合，获得电子在TiO2膜内的有效扩散系数(Dn)和扩散长度(Ln).这些聚苯胺基电池中的τn值为相应的液体型电池的1/10倍左右，表明在该固体电池中存在严重的光生电子的复合过程，这很可能主要是与氧化态染料分子和导电电子间的复合有关.随着TiO2膜厚的增加，τn和τd均变小，但Dn和Ln随之增加，只有在合适的膜厚范围内才能获得较高的光伏性能.
地球物理学、天文学和天体物理学
2007, 56 (7): 4277-4280.
doi: 10.7498/aps.56.4277
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利用NCAR提供的包含化学、辐射、动力相互作用的二维模式(SOCRATES)进行模拟试验，进一步探讨年循环年际异常的可能成因.模拟结果的分析表明臭氧高值中心相对于赤道准两年移动是年循环的年际异常的一个重要原因.当臭氧高值区离开赤道偏向夏半球时，夏半球的平流层中部将吸收更多的太阳短波辐射，而冬半球的则相反，因此更大的短波加热率将增大夏半球平流层中部的上升运动，导致年循环的增强；相反地，臭氧高值中心接近赤道时则导致了相对较弱的年循环.
2007, 56 (7): 4281-4288.
doi: 10.7498/aps.56.4281
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基于广义惠更斯-菲涅尔原理，推导出了超短脉冲厄米-高斯(H-G)光束在湍流大气中的光谱传输方程，研究了其光谱移动和光谱跃变特性，并给予了合理的物理解释.研究表明，超短脉冲H-G 光束通过湍流大气传输其光谱特性由大气折射率结构常数、厄米多项式阶数、脉冲宽度和观察点位置坐标等因素共同决定.轴上点光谱为蓝移，随着离轴距离的增大，光谱由蓝移变为红移，无光谱移动点的位置坐标与脉冲宽度无关.此外，当湍流增强到一定程度时离轴点还存在光谱跃变现象.自由空间与湍流大气中的光谱跃变行为存在很大的差异，本文对此进行了详细的分析.
2007, 56 (7): 4289-4296.
doi: 10.7498/aps.56.4289
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提出了两种视场偏移哈特曼波前传感器，用于探测白天条件下强背景中目标信号的波前信息.给出了哈特曼波前传感器子孔径中焦面上天光背景非均匀性分布特征的实验结果，详细分析了基于分光棱镜的双焦面视场偏移哈特曼波前传感器的探测误差，并通过基于倾斜镜的单焦面视场偏移哈特曼波前传感器实验给出了波前测量的结果，证明视场偏移哈特曼波前传感器能够精确、稳定的测量白天条件下目标信号的畸变波前信息，同时给出了其在白天条件下探测能力的估算结果及其受限因素，估算结果表明云南天文台的自适应光学系统在10 W/m2·sr天光背景条件下应用视场偏移哈特曼波前传感器能对5等星(可视星等值)目标进行准确的波前探测.
2007, 56 (7): 4297-4304.
doi: 10.7498/aps.56.4297
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根据电离平衡方程组和射线在大气中的能量沉积方程，在完善中性大气层模型基础上，通过数值模拟方法得到了空间核爆炸电离效应的时空分布.数值分析结果表明：低空核爆炸产生的自由电子的密度最大值要高于高空核爆炸；对于瞬发核辐射的影响，低空核爆炸和高空核爆炸有着显著的差异；而缓发核辐射的持续时间、影响范围，高空核爆炸情况要大于低空核爆炸.
2007, 56 (7): 4305-4311.
doi: 10.7498/aps.56.4305
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从大量文献资料中, 收集了BL Lac天体S5 0716+714光学B，V，R，I波段的有效观测数据点共16818个， 获得了从1994年至2006年的长期光变曲线，光变曲线表明S5 0716+714天体存在完整的非正弦变化并且它的活动非常剧烈. 用功率谱方法分析了S5 0716+714天体的光变周期, 结果表明S5 0716+714天体存在的长光变周期为1.1年，Raiteri等人发现的3.3年周期可能是1.1年周期的叠合. 预期在2007年2月应该为S5 0716+714天体的再次爆发期.
