Vol. 58, No. 10 (2009)
2009年05月20日
总论
2009, 58 (10): 6677-6681.
doi: 10.7498/aps.58.6677
摘要 +
模板比较算法是核弹头及其核部件模板识别技术的一项关键技术.文中介绍了一种基于均值向量检验法的高分辨γ能谱指纹模板比较算法，并用放射源对其进行了有效性检验.检验结果表明，该算法是有效的，能够准确识别不同强度、不同组成的辐射源.研究还就模板构型的设计提出了两条建议.
2009, 58 (10): 6682-6685.
doi: 10.7498/aps.58.6682
摘要 +
本文对简易广义合作网络的三类特殊情形（择优连接、随机连接、混合连接）进行了研究. 基于马氏链理论, 给出它们度分布稳定性存在的严格证明, 并且得到相应网络度分布和度指数的精确表达式. 特别地, 对于混合连接情况, 说明在连线方式中只要存在择优成分, 网络度分布就服从幂律分布, 即所得网络为无标度网络.
2009, 58 (10): 6686-6691.
doi: 10.7498/aps.58.6686
摘要 +
应用李无穷小不变规则，得到了变系数广义Gardner方程的连续等价变换.从等价代数开始,构造了一阶微分不变量并依据微分不变量对方程作了群分类.最后,通过等价变换将变系数Gardner 方程映射为常系数mKdV方程、KdV-mKdV方程.同时,也得到了变系数广义Gardner方程的一些精确解.
2009, 58 (10): 6692-6695.
doi: 10.7498/aps.58.6692
摘要 +
研究了一个全球气候的非线性模型. 利用摄动理论和方法, 构造了相关问题解的渐近展开式, 该问题解的渐近展开式具有较高的近似度. 摄动渐近方法是一个解析方法, 得到的解还能够继续进行解析运算.
2009, 58 (10): 6696-6702.
doi: 10.7498/aps.58.6696
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应用选择理论可以解释人类行为导致的幂律分布现象.通过对选择理论合理而简单的扩展，发现了更多幂律生成机制.研究表明选择理论对于单调的门限分布规律体现出生成机制的一般性；此类机制的扩展对幂律成因的深入研究具有较强的理论意义.
2009, 58 (10): 6703-6708.
doi: 10.7498/aps.58.6703
摘要 +
利用随机矩阵理论（RMT）方法除去肺癌基因表达数据中的噪声，并将去噪后的数据分别用模块方法和等级聚类方法进行处理.比较两种方法处理后的结果，发现RMT-等级聚类方法不仅能给出模块，还能给出模块间的关联强度.研究表明，RMT-等级聚类方法是一种有效的识别基因网络的新方法.
2009, 58 (10): 6709-6718.
doi: 10.7498/aps.58.6709
摘要 +
三维电磁粒子模拟基于时域有限差分算法（FDTD）和PIC（particle-in-cell）方法.根据FDTD和PIC方法的特点，可以将整个模拟区域分割为多个子区域，每个计算进程模拟计算一个子区域，通过消息传递交换子区域的边界数据从而实现并行计算这一基本思路，完成了并行算法的设计，并分析了并行加速比的影响因素.在三维电磁粒子模拟软件CHIPIC3D上实现了该并行算法并验证了算法的正确性，最后应用CHIPIC3D并行版本对磁绝缘线振荡器和相对论速调管两种典型的高功率微波源器件进行了模拟，证明了该并行算法能取
2009, 58 (10): 6719-6724.
doi: 10.7498/aps.58.6719
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在光谱成像的光谱分辨率增强技术中，对振幅衰减干涉信号的线性预测是其中的关键之一.文中在已知振幅指数衰减正弦干涉信号的个数、波数和衰减率的前提下，给出了线性预测系数直接计算公式及其前向线性预测系数与后向线性预测系数之间的关系；定义了该类正弦迭加信号的前向和后向线性可预测性条件.研究结果表明，振幅指数衰减的正弦迭加信号的前向和后向线性预测系数不再是简单的共轭对称关系了，但是二者依然是有联系的.该研究为一般的衰减干涉信号的光谱分辨率增强算法提供了理论基础.
2009, 58 (10): 6725-6728.
doi: 10.7498/aps.58.6725
摘要 +
研究从运动微分方程构造加速度相关Lagrange函数的问题，给出一种由方程的自伴随形式计算加速度相关Lagrange函数的方法.举例说明结果的应用.
2009, 58 (10): 6729-6731.
doi: 10.7498/aps.58.6729
摘要 +
建立弱非完整系统的运动微分方程，其中包含小参数.将无限小变换的生成元和规范函数按小参数的幂级数展开并代入系统的广义Noether等式，利用Noether定理求得系统的近似守恒量.
2009, 58 (10): 6732-6736.
doi: 10.7498/aps.58.6732
摘要 +
研究具有非Chetaev型非完整约束的机电系统的统一对称性. 由系统的Lagrange-Maxwell方程, 给出系统的统一对称性的定义和判据, 得到了系统的统一对称性导出的Noether守恒量、Hojman守恒量和Mei守恒量. 举例说明结果的应用.
2009, 58 (10): 6737-6742.
doi: 10.7498/aps.58.6737
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研究受力螺旋作用的圆截面Kirchhoff弹性直杆在各种边界条件下的稳定性问题. 用直角坐标和Cardano角表示截面的形心位置和姿态. 由Kirchhoff方程得到弹性细杆的直线平衡特解，导出线性化扰动方程及其通解. 根据边界条件确定积分常数的非零解存在条件，讨论了各种边界条件，如两端铰支、两端固定、一端铰支一端固定以及一端固定一端自由的弹性细杆直线平衡状态的稳定性，导出了临界载荷的表达式，绘制了稳定域，将Greenhill公式推广到其他边界条件，并且使压杆的Euler 公式成为其特例.
2009, 58 (10): 6743-6749.
doi: 10.7498/aps.58.6743
摘要 +
针对二维水槽中岩石坠落激发表面波的生成机制进行数值和实验室研究，其中数值模型使用边界元方法求解完全非线性势流函数，实验室研究测得不同时刻的波面位移并用于检验数值模型.研究表明，数值结果和实验结果比对良好，这种基于势流函数理论的数值模型能够有效模拟水中岩石坠落激发表面波的生成过程.进一步数值研究了生成波最大位移随岩石大小、密度、初始位置和下落角度的变化，结果发现：岩石大小和密度对生成波最大位移的影响非常重要，而岩石初始位置和下落角度对生成波最大位移的影响较为显著.当岩石大小变大，密度变大，岩石初始位置更靠近
2009, 58 (10): 6750-6760.
doi: 10.7498/aps.58.6750
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采用一种等效移动质量源来模拟有限深密度分层流体中运动物体生成内波的体积效应和旋涡、湍流尾迹激发源，结合内波本征值问题及Fourier变换等方法，建立了计算运动物体生成内波垂向位移场的一种理论模型，提出了确定移动质量源速度、回转直径及长度的具体方法.利用该理论模型，对一类典型密度分层流体中运动球生成内波的波系与波形结构，以及波高特征等进行了数值模拟与分析，结果与Robey实验结果符合良好，表明了所建立理论模型的合理与有效性.
2009, 58 (10): 6761-6763.
doi: 10.7498/aps.58.6761
摘要 +
发现经典非线性三阶驻波、短峰波解并不满足其所必须的波幅方程，这势必要影响与这些经典理论密切相关的现代短峰波理论的发展.基于此,提出了一套消除这种解与方程不相匹配的理论判据,从而可充分保证最终所得之解的内在和谐性和正确性.
2009, 58 (10): 6764-6769.
doi: 10.7498/aps.58.6764
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推导了在二维和三维空间下开口和封闭薄壳体在任意阻抗边界条件下声辐射和散射的统一边界积分方程.相对于以前的求解方法，该方程求解声辐射和散射问题具有相同的影响矩阵，能够同时求解薄壳体气动和振动噪声的辐射和散射现象，以及分析壳体声阻抗对声波传播的影响.推导的方程可以应用于叶轮机械、管道等噪声和消声器消声性能的预测等方面.在此方程基础上，可以进一步考虑运动边界和运动介质对声辐射和散射的影响.
2009, 58 (10): 6770-6771.
doi: 10.7498/aps.58.6770
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在狭义相对论的基础上，对运动媒质界面的高频电磁特性进行了分析，给出了广义折射以及频率的特性关系.
2009, 58 (10): 6772-6778.
doi: 10.7498/aps.58.6772
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提出利用二粒子部分纠缠态概率性地实现开靶目标的非局域量子可控非（CNOT）门的操控方案.首先考虑利用3个二粒子部分纠缠态实现3个靶目标共享的非局域量子CNOT门的受控操作,然后将该方案推广到N个靶目标共享的情形. 在该方案中，控制端Alice的局域正定算符值测量（POVM）起着关键作用,给出了该测量算符的数学表式.值得注意的是, 用二粒子部分纠缠态可确定性地实现非局域CNOT门.
2009, 58 (10): 6779-6785.
doi: 10.7498/aps.58.6779
摘要 +
量子安全通信是一个量子密钥分发过程，目前采用的通信技术严重制约了量子密钥分发的比特率.将多输入多输出（MIMO）技术应用于量子密钥分发系统，可提高量子密钥分发的比特率,促进量子安全通信向高速大容量发展.文中首先构造出MIMO量子密钥分发信道中多光子纠缠态Wigner算符矩阵.并在此基础上，推导出多光子双模压缩纠缠态Wigner算符矩阵和MIMO量子密钥分发信道容量.为开发稳健的MIMO量子安全通信空时处理算法和优化设计高性能MIMO量子密钥分发系统提供理论支撑和技术基础.
2009, 58 (10): 6786-6790.
doi: 10.7498/aps.58.6786
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在量子环中电子与体纵光学声子强耦合的情况下，通过求解能量本征方程，得出了电子的基态和第一激发态的本征能量及其波函数，进而以电子-声子系的基态与第一激发态构造了一个量子比特.数值计算结果表明量子比特内电子的空间概率密度分布随时间和空间角坐标作周期性振荡，且振荡周期随耦合强度的增大而减小，说明声子将导致量子比特相干性降低；还表明振荡周期随量子环内径（或外径）的增大而增大，因此适当改变量子环的尺度，可以提高量子比特的相干性.
2009, 58 (10): 6791-6797.
doi: 10.7498/aps.58.6791
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利用格点规范理论研究了带有2＋1味道费米子的量子色动力学在有限密度及温度下的相变问题，研究了去禁闭相变与化学势和裸质量参数之间的依赖关系，并利用有限体积效应分析以及Monte Carlo模拟的演化序列所反映出的特点对相变的类型做了确认，给出了相结构图.
2009, 58 (10): 6798-6801.
doi: 10.7498/aps.58.6798
摘要 +
利用延拓Damour-Ruffini方法,研究Schwarzschild-de Sitter黑洞的Hawking辐射.在保持时空中总能量守恒的条件下,考虑辐射粒子对时空的反作用和黑洞事件视界与宇宙视界的相互关联后,得到黑洞辐射谱.此辐射不再是严格的纯热谱，与黑洞事件视界和宇宙视界对应Bekenstein-Hawking熵变有关,发现其结果仍然符合幺正性原理.
2009, 58 (10): 6802-6808.
doi: 10.7498/aps.58.6802
摘要 +
研究了在具有感知流量的路由策略下，复杂网络的拓扑结构对网络中传输流量的影响.为了描述数据包传输过程的有效性，通过引入一个状态参数，利用由稳态到拥塞的指标流量相变值来刻画网络的吞吐量.基于每个节点的数据包处理能力与该节点的度或介数成比例提出两种模型并进行仿真.仿真结果表明，平均度相同的情况下，模型Ⅰ中，WS小世界网络比ER随机网络和BA无标度网络更容易产生拥塞；模型Ⅱ中，所有网络容量都得到较大的提高，尤其是WS小世界网络.但当网络的基本连接参数改变时，哪种模型更利于网络的流量传输，还要依据网络本身的结构特性
2009, 58 (10): 6809-6817.
doi: 10.7498/aps.58.6809
摘要 +
本文根据融合复杂网络边性质的不同， 运用网络拆分的思想研究了多重边融合复杂网络的自适应同步问题.基于Lyapunov稳定性理论，采用自适应反馈控制方法，在网络节点相同和不同的情况下，分别给出了网络全局同步的准则以及相应的控制器.最后，数值仿真验证了本文方法的有效性.
2009, 58 (10): 6818-6822.
doi: 10.7498/aps.58.6818
摘要 +
文章构建了一个新的超混沌六阶蔡氏电路，计算了该系统的Lyapunov指数和维数，给出了系统的数值仿真相图.同时，设计了相应的电子电路并进行了硬件实现，实验结果与仿真结果完全吻合，由此证实了该系统不仅存在而且可物理实现.
2009, 58 (10): 6823-6827.
doi: 10.7498/aps.58.6823
摘要 +
基于反步自适应方法,提出了一种在初值不同以及驱动系统参数未知的情况下,保持驱动和响应两多涡卷混沌系统同步的控制律设计方法.该方法所设计的控制律能够同时适用于两混沌系统的完全同步、反同步和一类非线性广义同步,具有较高的实用价值.仿真结果表明了所设计控制律的有效性.
2009, 58 (10): 6828-6832.
doi: 10.7498/aps.58.6828
摘要 +
以一维复数Ginzburg-Landau方程系统为模型，研究时空混沌系统的可控性.基于蜂拥控制算法思想，提出了一种反馈控制方法.数值模拟结果表明，无论是选择空间均匀周期解，还是选择行波解为控制目标态，只要选择合适的控制强度，被研究的时空混沌系统都能被控制到有序的状态.最后，利用空间的关联函数解析其控制机制.
2009, 58 (10): 6833-6837.
doi: 10.7498/aps.58.6833
摘要 +
通过数值模拟方法, 研究了在具有稳定次阈值振荡特性的二维映射神经元体系中, 噪声对体系非线性动力学的调控作用. 通过计算发现了噪声诱导的动作电位和随机共振现象. 另外，还研究了体系的控制参数及输入信号的频率对体系动力学的影响, 发现了该体系中频率依赖的随机共振现象.
2009, 58 (10): 6838-6844.
doi: 10.7498/aps.58.6838
摘要 +
基于输入电压可用其有效值代替以及电感电流与输出电压的波动频率远低于变换器开关频率的假设，建立了用于描述平均电流控制型Boost PFC变换器动力学行为的小信号模型，研究了该变换器中的中频振荡现象问题，揭示了系统发生中频振荡现象的内在物理机理，并给出了系统发生中频振荡现象的参数边界.研究结果表明，该非线性现象不同于已发现的快尺度不稳定性现象和慢尺度不稳定性现象，其主要特征是其振荡频率介于交流输入电压线频率和开关频率之间.最后，电路实验结果证实了理论分析的正确性.
2009, 58 (10): 6845-6851.
doi: 10.7498/aps.58.6845
摘要 +
采用元胞自动机模型对城市道路中公交车站影响下的交通流特性进行模拟分析.研究了非港湾式车站和港湾式车站两种设置方式下交通流特性，对公交车比例和公交车站长度的影响进行了分析.模拟结果显示非港湾式车站对交通流的影响较大，通过增加车站长度并不能有效地提高系统流量；港湾式车站对交通流的影响较小，通过增加车站长度可以较大程度地增加系统流量.
2009, 58 (10): 6852-6857.
doi: 10.7498/aps.58.6852
摘要 +
报道了一种新型六含八超高压实验装置.三柱式的机体框架与滑块式上三下三模具同为三次对称结构，在力学上较为合理.该装置加压时具有自动校准位置能力，同步性和重复性好.模具推动八块硬质合金压砧在叶腊石八面体中产生高压.分别采用Bi丝和ZnTe晶体的压致相变点255，77，96，12 GPa，对截角边长8 mm压砧和125 mm边长叶腊石块组合的实验体系进行了室温下的压力标定，结果表明压力可达12 GPa以上.在10 GPa压力下，用WRe3-WRe25热电偶将温度标定到1560 ℃，并结合铁碳二元相图和钢
2009, 58 (10): 6858-6862.
doi: 10.7498/aps.58.6858
摘要 +
制备了微晶体尺寸大约在10—12 nm范围内的Er3+，Yb3+共掺杂透明氟硅铅酸盐微晶玻璃.相同功率激发下，纳米微晶玻璃中Er3+离子的2H11/2，4S3/2→4I15/2的绿色上转换荧光和4F9/2→
编辑推荐
2009, 58 (10): 6863-6872.
doi: 10.7498/aps.58.6863
摘要 +
研究了GaN/AlGaN异质结构中的双带（中、远）红外探测及光子频率上转换特性.通过光致发光光谱确认GaN/AlGaN探测器结构中AlGaN本征层的Al组分，讨论了不同Al组分GaN/AlGaN异质结的导带带阶界面功函数差.在拟合单周期GaN/AlGaN探测器中红外和远红外波段响应谱的基础上，研究多周期GaN/AlGaN探测器与GaN/AlGaN发光二极管集成结构的中红外和远红外光子频率上转换效率与GaN发射层厚度、AlGaN本征层厚度、紫光光子出射效率、内量子效率、空间频率和发射层掺杂浓度间的关系，优化
原子和分子物理学
2009, 58 (10): 6873-6878.
doi: 10.7498/aps.58.6873
摘要 +
运用多参考组态相互作用的方法和Dunning’s相关调和基函数并含扩散基的大基组aug-cc-pV5Z,获得了BH分子基态（X1Σ+）和6个电子激发态（a3П, A1П, B1Σ+, b3Σ+, b3
2009, 58 (10): 6879-6883.
doi: 10.7498/aps.58.6879
摘要 +
利用修改后的MBELL模型,研究了L壳层的相对论效应和离子效应对快电子碰撞电离Lα X射线产生截面的影响.通过在BELL模型中引入相对论效应和离子效应,基于相对论性的L壳层的电子碰撞电离截面的理论,计算了Ga,As,Pt,W和Au的L壳层电子碰撞电离截面,并将其转化成Lα X射线产生截面,计算结果表明考虑到相对论效应和离子效应后,修改后的MBELL的Lα X射线产生截面结果明显优于BELL的计算结果,并和最近的文献实验数值
2009, 58 (10): 6884-6888.
doi: 10.7498/aps.58.6884
摘要 +
利用太赫兹时域光谱（THz-TDS）系统，在5—300 K温区下测量了在厚度约200 nm的金属Nb薄膜刻蚀的亚波长圆孔阵列的异常THz波透射情况.实验结果表明，在03—2 THz波段，具有亚波长孔阵结构的金属Nb薄膜的异常透射现象波谱的峰位置与CST（computer simulation technology）软件仿真模拟的结果一致，峰值随温度降低有逐渐增强的趋势.
2009, 58 (10): 6889-6893.
doi: 10.7498/aps.58.6889
摘要 +
基于高能X射线的散射理论，研究了Mg2Si晶体的结构和消光特性.结果表明，Mg2Si晶体具有反萤石结构，当衍射指数H，K和L奇偶混合时其散射光就会出现系统消光，而当衍射指数H，K和L全为偶数或者全为奇数时，其散射光就会出现衍射.在实际应用中对研究具有反萤石结构的晶体具有重要意义.
2009, 58 (10): 6894-6901.
doi: 10.7498/aps.58.6894
摘要 +
为了满足极端紫外波段微通道位敏阳极光子计数探测器研究的需要，研究了碱卤化物光阴极材料的量子效率.由于光阴极材料的光电发射电流主要是由次级电子形成的，给出碱卤化物光阴极材料次级电子发射的理论模型，推导出次级电子产出的计算公式，针对光子能量30—250 eV范围内，计算并分析了光阴极材料厚度和光入射角对次级电子产出的影响.分析结果显示，光阴极材料厚度大于100 nm并且掠入射角大于临界角，是获得高次级电子产出的最佳条件.最后，应用推导的公式分析20种碱卤化物在能量30—250 eV范围内次级电子产出的光谱响应
2009, 58 (10): 6902-6907.
doi: 10.7498/aps.58.6902
摘要 +
研究了受激拉曼绝热过程中原子-异核-三聚物分子转化系统暗态的动力学稳定性.通过将量子哈密顿对应到经典哈密顿，并求解和分析线性化经典运动方程后得到的哈密顿-雅克比矩阵本征值，解析地得到了原子-三聚物暗态的动力学不稳定性发生的条件.并以异核原子87Rb和41K混合凝聚体为例，数值地给出了系统发生动力学不稳定性的区域.研究发现，这种动力学不稳定性是由粒子之间的相互作用带来的.此外，还发现系统动力学不稳定性的发生不仅与哈密顿-雅克比矩阵是否出现实数或复数的本征值有关，还
2009, 58 (10): 6908-6912.
doi: 10.7498/aps.58.6908
摘要 +
以环己烷的1444 cm-1拉曼线为内标，采用5145 nm激发光分别测量了β-胡萝卜素的C=C双键（1520 cm-1）和C—C单键（1155 cm-1）振动模式下在不同折射率溶剂中的拉曼散射截面，结果表明随溶剂的折射率增加β-胡萝卜素在两种振动模式下拉曼散射截面都增加.利用色散力和共振拉曼理论解释了在不同折射率溶剂中β-胡萝卜素散射截面的差异.
2009, 58 (10): 6913-6919.
doi: 10.7498/aps.58.6913
摘要 +
在已经拟合好的He-Na2体系势能面上，根据原子-双原子分子的非反应性碰撞动力学的相关基本理论，在空间固定坐标系下，采用严格的密耦方法求解了He原子和Na2分子的转动非弹性碰撞动力学方程.并对He-Na2体系的微分散射截面、积分截面作了详细的分析,结果与实验符合得比较好.结果表明：（1）弹性散射（Δj=0）截面远大于非弹性截面；（2）较小Δj的跃迁主要产生前向散射，随着Δj的增加，后向散射的几率增加
2009, 58 (10): 6920-6925.
doi: 10.7498/aps.58.6920
摘要 +
当高电荷态类钴氙离子（cobalt like -Xe, Xe27+）入射金属Ni表面过程中，共振电子俘获释放势能完成中性化，形成多激发态的Xe原子，其外壳层电子退激辐射红外光谱线.入射离子特殊的势能释放方式、离子动能和金属表面引起离子增益的能量在极短的时间（飞秒量级）沉积靶平方纳米尺度的空间范围，引起靶表面原子激发和电离，形成复杂组态之间的跃迁，特别是偶极禁戒跃迁（电四极跃迁、磁偶极跃）和X射线发射.单离子X射线产额随入射离子的动能增加而增加.
2009, 58 (10): 6926-6931.
doi: 10.7498/aps.58.6926
摘要 +
运用准经典轨线方法，基于AQUILANTI势能面, 在碰撞能为145 kJ/mol时，对He+H+2及其同位素取代反应的立体动力学性质进行了理论研究.对k-j′两矢量相关和k-k′-j′三矢量相关的分布函数，以及产物转动取向参数进行了详细的讨论.结果表明，He+HH+→HeH++H，He+HD+→HeH++
2009, 58 (10): 6932-6937.
doi: 10.7498/aps.58.6932
摘要 +
采用振动密耦合方法，研究了低能电子与H2分子碰撞的振动激发积分散射截面.研究表明，使用18个Morse振动波函数、5个分波和4个对称性可以得到收敛的0→0，0→1，0→2和0→3积分散射截面；而且振动波函数的性质和振动能级的精确性会直接影响振动激发散射势能和振动激发积分散射截面.计算结果与实验符合得很好.
2009, 58 (10): 6938-6945.
doi: 10.7498/aps.58.6938
摘要 +
用BBK（Brauner, Briggs, Klar）模型和修正后的BBK模型在大的能量损失几何条件下对氦原子的三重微分散射截面进行了理论计算和研究，并把计算结果与Catoire等的实验测量结果以及Stevenson等的最新实验测量结果进行了比较，对作者早期文章的理论推论进行了验证，并对交换效应作了系统的研究.
2009, 58 (10): 6946-6950.
doi: 10.7498/aps.58.6946
摘要 +
利用正电子手段研究新型多功能材料Fe3O4-C 纳米管核壳结构纳米纤维的内部电子结构，通过测量和分析正电子湮没寿命谱和符合双多普勒展宽谱，发现在这种材料中部分正电子在Fe3O4内部的单空位中发生湮灭,部分正电子在Fe3O4的微空洞中发生湮灭,部分正电子在壳层碳纳米管中湮灭.并估算了各个部分的湮灭比例,在一定程度上揭示了Fe3O4-C
2009, 58 (10): 6951-6955.
doi: 10.7498/aps.58.6951
摘要 +
针对特定形式的喷嘴产生的Ar气体团簇，利用瑞利散射法研究了团簇的生长演化过程，测量了不同背压下空间轴向上的团簇尺度，得到了团簇尺寸随轴向距离与背压的关系.实验发现，在20—60 atm（1 atm=1013 kPa）背压范围内，距离喷嘴出口5 mm处，Ar团簇尺度最大.
2009, 58 (10): 6956-6961.
doi: 10.7498/aps.58.6956
摘要 +
采用密度泛函理论（B3LYP）和LANL2DZ基组，对Tin和TinLa（n=1—7）的各种异构体进行优化，并计算了它们的振动频率和电子结构特征.通过分析掺杂La原子前后团簇的平均键长、对称性、束缚能、能级间隙和磁矩，讨论了La原子引起Tin（n=1—7）团簇各种性质的变化及其产生机理.
唯象论的经典领域
2009, 58 (10): 6962-6972.
doi: 10.7498/aps.58.6962
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推导了双频磁绝缘线振荡器（BFMILO）慢波结构的本征方程，并研究了其色散特性和场分布.通过研究发现，通过引入角向分区，使BFMILO慢波结构表现出二维周期性的特点，在该慢波结构中，不同电磁模式集中在角向不同区域，传统磁绝缘线振荡器（MILO）中呈现竞争关系的两个不同电磁模式可以同时独立稳定地参与束-波换能，从而产生双频输出.该分析方法可以适用于多频磁绝缘线振荡器的研究.
2009, 58 (10): 6973-6978.
doi: 10.7498/aps.58.6973
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在计算了一维平板和同轴结构漂移空间的空间电荷限制流的基础上，对其中超过空间电荷限制流状态下强流电子束的稳态传输特性进行了理论分析.分析给出了确定束流稳定传输时形成虚阴极的位置和虚阴极处电子束透过率的表达式，求解了束流电子在漂移空间内的渡越时间，平板结构漂移空间内得到了通用的解析结果，同轴结构漂移空间内得到了适合一定结构参数条件下的近似结果.
2009, 58 (10): 6979-6984.
doi: 10.7498/aps.58.6979
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利用偏振全息记录的方法在一种含偶氮侧链的液晶聚合物薄膜中写入了二维偏振光栅.实验采用两束正交偏振的532 nm线偏光作为写入光，在样品同一点上分别记录了相互垂直的两个一维偏振光栅，继而对所构成的二维偏振光栅的特性进行了研究.实验结果表明：二维光栅的衍射效率比一维光栅低，其偏振特性是两个一维光栅元特性的叠加；二维光栅衍射效率对入射光偏振态的依赖性和光栅的偏振转换性质来源于材料中线双折射和圆双折射的共同作用.
2009, 58 (10): 6985-6991.
doi: 10.7498/aps.58.6985
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在压缩真空态光场和二能级原子玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用系统中, 应用全量子理论, 分别在旋波近似和非旋波近似下, 研究了原子激光的压缩特性以及原子本征频率、光场-原子的耦合系数、光场初始压缩因子以及虚光场对原子激光压缩特性的影响. 研究表明,原子激光的两个正交分量均可被周期性压缩，原子的本征频率决定了原子激光两个正交分量涨落的量子Rabi频率，光场与原子的耦合系数决定了原子激光正交分量涨落的崩塌-回复振荡频率，当光场初始压缩因子增大和考虑虚光场效应时，原子激光正交分量的压缩深度均加深.
2009, 58 (10): 6992-6999.
doi: 10.7498/aps.58.6992
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在不同初始边界条件下数值求解描述全光纤声光调Q双包层光纤激光器的速率方程，得到前向抽运结构和后向抽运结构下激光器上能级粒子数在增益光纤中的分布，以及脉冲能量、平均功率、脉宽、光纤中储能与脉冲重复频率、抽运合束器对信号光透过率、抽运功率的相互关系.从谐振腔内放大自发辐射光的产生影响谐振腔损耗的角度分析仿真结果，并实验验证两种抽运方式对输出脉冲功率和脉冲宽度的影响.结果表明：不同脉冲重复频率下抽运方式会对全光纤声光调Q激光器性能产生显著影响，为获得较好的脉冲输出性能，在重复频率较低
2009, 58 (10): 7000-7004.
doi: 10.7498/aps.58.7000
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报道了一台激光二极管端面抽运Nd:YVO4晶体内腔三倍频355 nm激光连续输出的全固态紫外激光器.激光腔采用紧凑型简单凹平直腔，腔长仅为70 mm.利用两块LBO晶体进行腔内倍频、和频，当注入抽运功率为2527 W时，获得最大功率为306 mW的355 nm连续波输出，光光转换效率为012％，输出功率短期不稳定性为53%，355 nm激光输出光束质量良好.通过采用内腔倍频技术和设计合理的腔参数，实现了中小功率连续输出的全固态紫外激光器的小型化、便携化，进一步拓宽了紫外激光器
2009, 58 (10): 7005-7011.
doi: 10.7498/aps.58.7005
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通过数值计算，分析了纳米光纤的色散特性，并比较了纳米光纤中不同直径和不同材料的色散特性.结果表明：二氧化硅纳米光纤有两个零色散波长，随光纤直径的增大，其色散曲线趋于平坦，零色散波长也随之发生改变；硅光纤只有一个零色散波长，且随着直径的增大，零色散波长向长波方向移动.采用广义非线性薛定谔方程来描述超短激光脉冲在纳米光纤中的传输演化过程，利用分步傅里叶方法求解方程.比较了超短脉冲在光纤不同色散区传输时，色散对超连续谱产生的影响以及脉冲波形的演化.在正常色散区，超连续谱谱宽很窄，而在零色散区和反常色散区则可产生
2009, 58 (10): 7012-7016.
doi: 10.7498/aps.58.7012
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提出了近场“运动光束”的概念.指出光谱色散匀滑装置可以在近场产生运动光束，理论分析了运动光束的产生机理、条件、运动特性以及对小尺度自聚焦的抑制作用.通过数值模拟，得到计算结果与理论分析一致.
2009, 58 (10): 7017-7024.
doi: 10.7498/aps.58.7017
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提出了一种利用重构等效啁啾超结构光纤光栅对啁啾光脉冲进行频域消啁啾和时域脉宽压缩的方法.由于重构等效啁啾技术可实现任意物理可实现滤波特性的光纤光栅，因此所提出的新型消啁啾方法可以针对任意啁啾模型的脉冲.仿真结果表明，对于脉宽为20 ps，啁啾系数为-5，啁啾模型为线性、高斯型、洛仑兹型的啁啾高斯脉冲，其被消啁啾后时间带宽积分别由初始的225，265，250下降到0458，0708，0731，脉宽压缩效果明显.针对商业软件给出的增益开关分布反馈半导体激光器输出光脉冲的模型，实际制作相应的重构等效
2009, 58 (10): 7025-7029.
doi: 10.7498/aps.58.7025
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采用ZYGO MarkIII-GPI数字波面干涉仪对以K9玻璃为基底的电子束蒸发方法制备的HfO2薄膜中的残余应力进行了研究，讨论了沉积速率、氧分压这两种工艺参量对HfO2薄膜残余应力的影响.实验结果表明：在所有的工艺条件下，薄膜的残余应力均为张应力；随着沉积速率的升高，氧分压的减小，薄膜的堆积密度逐渐增大，而残余应力呈减小趋势.同时用X射线衍射技术测量分析了不同工艺条件下HfO2薄膜的晶体结构，探讨了HfO2薄膜晶体
2009, 58 (10): 7030-7033.
doi: 10.7498/aps.58.7030
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研究了太赫兹波在具有有限电导率的金属镀层空芯波导中的传输特性.从其传输的特性方程出发，利用Newton-Raphson迭代方法数值模拟了传输损耗和相位常数随太赫兹波频率、波导内径以及波导中金属镀层的电导率的变化关系.结果表明，采用大芯径波导和高电导率的金属镀层能有效降低太赫兹波的传输损耗.
2009, 58 (10): 7034-7043.
doi: 10.7498/aps.58.7034
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对四阶声低通滤波光纤水听器的声压灵敏度频响特性进行了详细的理论和实验研究.在已有的低频集中参量模型中引入了一个机械声阻，用于描述系统的机械损耗，从而得到了改进的声学等效电路.相位频响特性对于光纤水听器的阵列应用非常重要，关系到阵列的波束形成效果，进而影响系统定位、识别与跟踪目标的能力，因此在分析幅度频响特性的同时研究了相位频响特性.仿真分析了各主要参量对声压传递函数的影响，得到了一些对声低通滤波光纤水听器设计具有重要指导意义的结论.实测声压灵敏度频响曲线与仿真结果基本一致，较好地验证了理论分析的正确性.四
2009, 58 (10): 7044-7049.
doi: 10.7498/aps.58.7044
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采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法，计算了（59Cr-41Ti）100－xVx（x=5，15，30，60，80，100）六种钒基储氢合金的晶格常数、弹性性质和电子态密度，计算结果与实验值符合较好.发现当x=60时的钒基合金具有较好弹性性质，杨氏模量为14930 GPa，切变模量为5442 GPa及体弹模量为19396 GPa.结合实验循环性能分析认为在吸放氢过程中合金已经发生塑性变形，弹性
2009, 58 (10): 7050-7056.
doi: 10.7498/aps.58.7050
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基于分形几何学，研究了表面粗糙度的分形特征.采用Weierstrass- Mandelbrot函数对多尺度自仿射的表面粗糙度进行了描述；建立了微通道内层流流动的三维模型并对表面粗糙度的影响进行了数值模拟，分析了雷诺数、相对粗糙度和分形维数对流动阻力特性的影响.研究结果表明，与常规尺度通道不同，粗糙微通道的Poiseuille数不再是常数，而是随雷诺数近似线性增加；相对粗糙度越大，流动产生的回流和分离所导致的流动压降越明显.在相同的相对粗糙度下，粗糙表面的分形维数越大，表面轮廓变化就越频繁，这也将导致流动阻
2009, 58 (10): 7057-7061.
doi: 10.7498/aps.58.7057
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直接驱动惯性约束聚变中，高温烧蚀初始印记在压缩过程的不稳定性发展中起着重要作用.利用X射线针孔辅助点投影成像法，研究了不同波形激光脉冲驱动下CH平面靶及其瑞利-泰勒不稳定性发展的情况.结果表明，在相同驱动激光能量作用下，初始阶段激光强度越低，上升越缓慢，高温烧蚀初始印记引起的密度调制幅度越大.提高预脉冲强度能显著抑制高温烧蚀初始印记效应.
流体、等离子体和放电
2009, 58 (10): 7062-7066.
doi: 10.7498/aps.58.7062
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等离子体填充到一维介质-真空微波光子晶体的缺陷层构成一种可调谐单通道滤波器.据等离子体的强色散特性，其等效折射率与电磁波频率及等离子体频率等参数有关，因而可以通过改变等离子参数，使一维微波光子晶体缺陷层的谐振频率发生偏移，实现微波光子晶体的可调谐滤波特性.介质层和等离子体层分别采用了时域有限差分（FDTD）算法及分段线性电流密度卷积时域有限差分（PLJERC-FDTD）算法.数值模拟表明，通过改变等离子体频率可以实现滤波通道在光子禁带内较大带宽范围的移动.
2009, 58 (10): 7067-7073.
doi: 10.7498/aps.58.7067
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在“阳”加速器（电流峰值为500—850 kA，上升时间约为85 ns）上利用单壳层喷气负载开展了Z箍缩等离子体内爆实验，获得了等离子体的辐射产额、X光辐射图像等诊断结果.利用相应的诊断结果，定义了内爆时间，对内爆过程的主要阶段进行了划分，研究了等离子体位形、辐射强度分布等实验现象，同时对等离子体的内爆轨迹、内爆质量、径向收缩比、磁流体不稳定性等进行了初步分析.
编辑推荐
2009, 58 (10): 7074-7078.
doi: 10.7498/aps.58.7074
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在SILEX-Ⅰ激光装置上，采用半影成像技术对超短超强激光与纳米靶作用产生的Kα源进行了空间二维成像，获得了分辨率为10 μm左右的图像.与国外的结果相比，在较小能量激光器上高质量地实现了铜Kα源空间二维半影成像.实验表明，半影成像能得到详细的Kα源空间分布的细节信息，优于刀边成像等一维成像技术.
凝聚物质：结构、热学和力学性质
2009, 58 (10): 7079-7082.
doi: 10.7498/aps.58.7079
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采用金属有机物化学气相沉积（MOCVD）法在蓝宝石（0001）衬底上制备出了Ga2（1-x）In2xO3（x=01—09）薄膜，研究了薄膜的结构、电学和光学特性以及退火处理对薄膜性质的影响.测量结果表明：当In组分x=02时，样品为单斜β-Ga2O3结构；x=05的样品，薄膜呈现非晶结构，退火处理后薄膜结构得到明显的改善
2009, 58 (10): 7083-7087.
doi: 10.7498/aps.58.7083
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采用气态源分子束外延方法生长了束缚态到连续态跃迁太赫兹量子级联激光器（terahertz quantum-cascade laser，简称THz QCL）有源区结构，并且采用电化学CV仪、霍尔测试仪以及高分辨X射线衍射对材料的质量进行表征，得出THz QCL有源区具有很高的晶体质量.另外，采用蒙特卡罗方法模拟了共振声子THz QCL器件的I-V曲线，分析了在不同偏压下子能级的对齐状况和电子的输运特征.
2009, 58 (10): 7088-7093.
doi: 10.7498/aps.58.7088
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研究十二次对称准晶体模型的几何结构性质.修正了Socolar在正方形-菱形-六边形拼图模型中自相似变换的错误.在Stampfli-Ghler正方形-菱形-三角形拼图模型的基础上，成功地构造出了准晶胞，使得十二次对称准周期结构可以用覆盖理论描述.
2009, 58 (10): 7094-7100.
doi: 10.7498/aps.58.7094
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采用自适应有限元方法求解相场模型，分别对界面能各向异性和界面动力学各向异性条件下自由枝晶生长过程进行了模拟.计算表明两种各向异性均显著影响枝晶的生长，随着各向异性的增大枝晶尖端生长速度增大，尖端半径降低. 两种各向异性对自由枝晶生长有着不同形式的影响，在界面能各向异性条件下，枝晶生长稳定性系数与各向异性系数成幂函数关系；而在动力学各向异性条件下，稳定性系数与各向异性系数成线性关系.
2009, 58 (10): 7101-7107.
doi: 10.7498/aps.58.7101
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采用强磁场下物理气相沉积方法，在单晶硅、玻璃板和聚乙烯（PET）基片上真空蒸发制取Te膜.结果显示在三种不同的基片上生长Te膜时，4 T强磁场能够加快Te膜的形核长大，增大Te膜的颗粒尺度，使晶粒〈011〉方向取向性增强.
2009, 58 (10): 7108-7113.
doi: 10.7498/aps.58.7108
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利用真空蒸发法在石英玻璃衬底上制备了ZnS薄膜，将能量80 keV，剂量1×1017 cm-2的Ti离子注入到薄膜中，并将注入后的ZnS薄膜进行退火处理，退火温度500—700 ℃.利用X射线衍射（XRD）研究了薄膜结构的变化，利用光致发光（PL）和光吸收研究了薄膜光学性质的变化.XRD结果显示，衍射峰在500 ℃退火1 h后有一定程度的恢复；光吸收结果显示，离子注入后光吸收增强，随着退火温度的上升，光吸收逐渐降低，吸收边随着退火温度的提高发生蓝移；PL显示，薄
2009, 58 (10): 7114-7118.
doi: 10.7498/aps.58.7114
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利用Keating模型计算了Si（1-x）Gex合金中Si—Si，Ge—Ge和Si—Ge三种振动模态的拉曼频移，计算分别获得Ge浓度为01，05和09时，Si—Ge的振动拉曼频移分别为40275，41339和38815 cm-1，这些结果与文献的实验结果符合，证明了Keating模型建立的关于原子振动模型是有效的，并可以利用拉伸压缩和相邻原子键之间弹性系数变化获得处于应变状态的拉曼光谱频率.利用Kea
2009, 58 (10): 7119-7123.
doi: 10.7498/aps.58.7119
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采用激光交流加热的方法测量了D相AlCuCo准晶周期与准周期两个方向的热电势，温度测量区间为300—1200 K.通过测量发现沿周期方向的热电势符号为负，沿准周期方向的热电势符号为正；沿周期方向在1123 K（850 ℃）热电势有一个跳变；在高温区，热电势并不是单调变化的；实验所用方法能比较灵敏地测量材料相变时的温度点.
2009, 58 (10): 7124-7129.
doi: 10.7498/aps.58.7124
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基于集总式电阻-电容树形功耗模型，考虑了非均匀温度分布对互连线电阻的影响，提出了一种新的分布式互连线动态功耗解析模型，解决了集总式模型不能表征非均匀温度变化带来的电阻变化的问题，并计算了一次非理想的激励冲激下整个互连模型消耗的总能量.基于所提出的分布式互连线功耗模型，计算了纳米级互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺典型长度互连线的Elmore延时和功耗，发现非均匀温度分布对互连功耗的影响随着互连线长度的增加而增加，单位长度功耗随着CMOS工艺特征尺寸的变化而基本不变.文中所提出的功耗模型可以用来精确估算互
2009, 58 (10): 7130-7135.
doi: 10.7498/aps.58.7130
摘要 +
提出了同时考虑通孔效应和边缘传热效应的互连线温度分布模型，获得了适用于单层互连线和多层互连线温度分布的解析模型，并基于65 nm互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺参数计算了不同长度单层互连线和多层互连线的温度分布.对于单层互连线，考虑通孔效应后中低层互连线的温升非常低，而全局互连线几乎不受通孔效应的影响，温升仍然很高.对于多层互连线，最上层互连线的温升最高，温升和互连介质层厚度近似成正比，而且互连介质材料热导率越低，温升越高.所提出的互连线温度分布模型，能应用于纳米级CMOS计算机辅助设计.
凝聚物质：电子结构、电学、磁学和光学性质
2009, 58 (10): 7136-7140.
doi: 10.7498/aps.58.7136
摘要 +
采用基于密度泛函理论（DFT）框架下的第一性原理平面波超软赝势方法，在同等环境条件下，建立了不同大小的ZnO模型，在ZnO中对不同浓度的氮和铝原子进行了高掺杂，并对低温条件下高掺杂氮和铝原子的ZnO半导体进行了态密度计算，然后分别对进入价带的相对空穴数和空穴散射迁移率进行了计算，最后对电导率进行了类比，发现适量低浓度的高掺杂氮和铝原子会使ZnO半导体的导电性能增强.即在低温高掺杂氮和铝原子的条件下，ZnO半导体的电导率不仅与掺杂氮和铝原子浓度有关，而且和进入价带的相对空穴数有关.和空穴散射的迁移率有关的结
2009, 58 (10): 7141-7146.
doi: 10.7498/aps.58.7141
摘要 +
采用密度泛函理论结合投影缀加波（PAW）方法，研究了具有钙钛矿结构的BiFeO3材料及对BiFeO3进行B位Co元素替代掺杂得到的BiFe075Co025O3材料的磁结构、电子结构、能带结构.结果表明：Co的掺入不破坏原有的钙钛矿结构，对材料铁电性影响不大；掺杂导致原有的G型反铁磁序发生变化，形成了亚铁磁序的磁结构，材料的铁磁性有了很大提高；然而，Co杂质的掺入使材料的绝缘性有所减弱.
2009, 58 (10): 7147-7150.
doi: 10.7498/aps.58.7147
摘要 +
利用基于密度泛函理论的计算方法，研究了处于石墨（HOPG）表面的半导体性单壁碳纳米管，发现碳纳米管下面的石墨受碳管的作用向下凹陷，而纳米管本身虽然保持其形状不变，但它的电子态受石墨衬底影响，造成导带下移，禁带宽度明显减小.
2009, 58 (10): 7151-7155.
doi: 10.7498/aps.58.7151
摘要 +
运用第一性原理研究了闭口硼氮纳米管（BNNT）顶层掺碳体系（C@BNNT）的电子场发射性能.结果表明：随外电场增强，C@BNNT电子结构变化显著，态密度（DOS）向低能方向移动；碳原子的局域态密度（LDOS）在费米能级附近明显增大；赝能隙、最高占据分子轨道（HOMO）/最低未占据分子轨道（LUMO）能隙减小；体系电荷移向帽端.DOS，HOMO/LUMO及Mulliken电荷分析一致表明，与BNNT相比，C@BNNT电子场发射性能显著改善，且C@BNmoreNT性能更优.
2009, 58 (10): 7156-7161.
doi: 10.7498/aps.58.7156
摘要 +
在推导出的一般复式格子的π电子紧束缚能量色散关系的基础上，通过假定石墨烯纳米带的电子横向限制势为无穷大硬壁势，导出石墨烯纳米带的能量色散关系及石墨烯纳米带或为金属或为半导体的条件.结果表明：石墨烯纳米带的电子结构与其几何构型（对称性及宽度）密切相关，所以通过控制几何构型，可将其调制成金属或不同带隙的半导体.这意味着石墨烯纳米带对于发展新型纳米器件具有重要意义.
2009, 58 (10): 7162-7167.
doi: 10.7498/aps.58.7162
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以Bi和Cu掺杂为例，通过基于密度泛函理论的电子结构的计算，分析了SrTiO3体系中形成级联能级的可能性.结果表明，Bi掺杂和Cu掺杂都可以在SrTiO3的禁带中引入杂质能带，Bi和Cu的共同掺杂可引入两条杂质能带.通过在两条杂质能带之间级联激发，价带顶的电子可以受激跃迁到导带底.采用无辐射跃迁的简单模型，分析指出电子通过级联激发从价带顶受激跃迁到导带底的概率远远高于直接从价带顶跃迁到导带底的概率.这种级联激发可以有效提高导带中的载流子浓度.
2009, 58 (10): 7168-7175.
doi: 10.7498/aps.58.7168
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利用蒙特卡罗方法根据团簇-团簇凝聚（CCA）模型对由球形原始粒子凝聚而成的烟尘簇团粒子进行了模拟，用离散偶极子近似（DDA）方法对随机分布的烟尘簇团粒子的缪勒矩阵元素进行了数值计算，给出了不同入射波长情况下随机分布烟尘簇团粒子的缪勒矩阵元素与组成簇团粒子的基本粒子的粒径和数目的数值关系，为进一步研究随机分布簇团粒子的形成机理、形态特性、散射特性提供了一种理论方法.
2009, 58 (10): 7176-7182.
doi: 10.7498/aps.58.7176
摘要 +
从理论上研究了电流驱动磁开关中的热效应，在Neel-Brown弛豫时间理论和Li等的有效温度的工作基础上作了改进.在对称系综模型的Landau-Lifshitz-Gilbert和Fokker-Planck方程的基础上，分析了电流驱动磁动力学开关过程和电流引起磁势能的变化，提出一个新的电流感应磁势垒降低模型.新模型是非线性的，与Li等的有效温度模型不同.在此模型的基础上，讨论了开关临界电流对温度、开关时间的依赖关系，理论与实验相符合.对电流引起的样品温升的实验曲线进行了修正，实验结果与文中的非线性势垒降低模
2009, 58 (10): 7183-7188.
doi: 10.7498/aps.58.7183
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基于n型金属氧化物半导体场效应晶体管（nMOSFET）噪声的数涨落模型，采用高阶统计量双相干系数平方和研究了nMOSFET噪声的非高斯性.通过对nMOSFET实际测试噪声的分析，发现nMOSFET器件噪声存在非高斯性；小尺寸器件噪声的非高斯性强于大尺寸器件；在器件的强反型线性区，其非高斯性随着漏压的增加而增加.文中还通过蒙特卡罗模拟和中心极限定理理论对nMOSFET噪声的非高斯性作了深入的探讨.
2009, 58 (10): 7189-7193.
doi: 10.7498/aps.58.7189
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对GaN基蓝光发光二极管（LED）正向电压温度特性进行了研究，发现在温度较高时，正向电压随温度的变化系数逐渐减小，直至出现拐点，正向电压随温度的变化系数由负数变为正数.此时若继续升高温度，则正向电压随温度升高迅速增加，并常常伴随有器件失效的现象发生.在小电流情况下，这种现象不很明显，随着电流的增加，现象表现得越来越明显，拐点出现的温度也越来越低，而且温度超过拐点之后，正向电压值增加得更快.通过与相同封装的另一组器件测试结果对比，排除了封装材料玻璃转换温度的影响.分析认为，这一现象的出现是由器件等效串联电阻
2009, 58 (10): 7194-7198.
doi: 10.7498/aps.58.7194
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利用金属有机物化学气相沉积（MOCVD）方法在c面蓝宝石（α-Al2O3）衬底上外延生长了铝镓铟氮（AlGaInN）四元合金薄膜.合金薄膜的生长温度设置为800，850，900 ℃，对获得的样品进行对比分析发现：随着生长温度的升高，合金中的In组分单调降低，而Al组分则基本保持恒定.当合金薄膜的生长温度升高到850 ℃时，薄膜表面开始出现V型缺陷；生长温度进一步升高到900 ℃时，偏析In原子的脱吸附作用加剧，V型缺陷成核被弱化，使V型缺陷的特征尺
2009, 58 (10): 7199-7203.
doi: 10.7498/aps.58.7199
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利用射频磁控溅射（RF-MS）方法，固定Al2O3掺杂量2 wt%，Mg掺杂量分别为1 wt%，3 wt%和5 wt%，在玻璃基底上制备了Al掺杂和Al，Mg共掺杂的ZnO薄膜，在500 ℃空气中退火2 h后，测量并比较了它们的光学和电学性质．结果表明，Al，Mg共掺杂的ZnO薄膜结晶质量良好，具有ZnO纤锌矿结构，具有较强的（002）面衍射峰，表明薄膜晶体沿c轴优先生长；与Al掺杂ZnO薄膜相比蓝端光透射率增加，1 wt%和3 wt% Mg掺杂薄
2009, 58 (10): 7204-7210.
doi: 10.7498/aps.58.7204
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基于分子线耦合到电极的构成特点，采用简化的非对称多势垒连续隧穿模型模拟复合分子器件偏压下的电子隧穿过程，推导电子透射谱的解析表达式，同时计算垒宽、垒距、垒高、电子有效质量和所加偏压等参数与透射系数的关系，结果发现：当电子的能量为某些值时，出现明显的共振隧穿，且透射系数对这些参数的变化非常敏感，这表明可以通过适当的控制方式（如改变复合分子组成、构型等）来修改分子电子器件的输运性质.
2009, 58 (10): 7211-7215.
doi: 10.7498/aps.58.7211
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在蓝宝石衬底上采用原子层淀积法制作了三种不同Al2O3介质层厚度的绝缘栅高电子迁移率晶体管.通过对三种器件的栅电容、栅泄漏电流、输出和转移特性的测试表明：随着Al2O3介质层厚度的增加，器件的栅控能力逐渐减弱，但是其栅泄漏电流明显降低，击穿电压相应提高.通过分析认为薄的绝缘层能够提供大的栅电容，因此其阈值电压较小，但是绝缘性能较差，并不能很好地抑制栅电流的泄漏；其次随着介质厚度的增加，可以对栅极施加更高的正偏压，因此获
2009, 58 (10): 7216-7221.
doi: 10.7498/aps.58.7216
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在SrTiO3（STO）基片上制作了Tl-2212双晶约瑟夫森结，并对其进行了微波辐照下的I-V特性测试，观察到了夏皮罗台阶，符合约瑟夫森电压-频率关系.利用数值仿真对约瑟夫森结建立了RCSJ模型，仿真结果与实验数据符合较好，利用此模型深入研究了噪声对结动态特性的影响，解释了噪声影响下结的微波感应台阶幅度减小和极小值展宽现象，提出了有效噪声温度为工作温度和外部噪声的等效温度之和.
2009, 58 (10): 7222-7226.
doi: 10.7498/aps.58.7222
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通过X射线衍射、磁测量等手段对电弧炉制备的不同热处理条件的Sm2Fe17-xCrx（x=1—3）化合物的结构和磁性进行了研究.结果表明1050 ℃下退火5 d的Sm2Fe17-xCrx（x=1—3）化合物具有菱方相的Th2Zn17型结构，同样温度下退
2009, 58 (10): 7227-7234.
doi: 10.7498/aps.58.7227
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运用Landau-Devonshire热力学唯像理论，考虑铁电相和铁磁相的电致伸缩、磁致伸缩效应以及产生于铁电/铁磁和薄膜/基底界面的弹性应力作用，两次重整介电和磁作用系数得到了这种多铁系统在Landau自由能函数下的本征二次方磁电耦合形式，从而研究了外延1-3型纳米多铁复合薄膜中极化、磁化随薄膜厚度、温度的变化以及该薄膜中外加电场诱导的磁化变化.结果表明薄膜平面内的应压力的弛豫使得磁化强度和极化强度随薄膜厚度的增加而减少，外加电场不仅能诱导铁电相极化场翻转，而且由于铁电和铁磁相界面竖直方向的弹性耦合导致
2009, 58 (10): 7235-7240.
doi: 10.7498/aps.58.7235
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采用了传统的固相烧结工艺，制备了不同Zr和Hf掺杂量的SrBi4Ti4-xZrxO15（x=000,003, 006,010,020）和SrBi4Ti4－xHfxO15（x=000,0005, 0015,0030,0060）的陶瓷
2009, 58 (10): 7241-7245.
doi: 10.7498/aps.58.7241
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利用光注入半导体激光器产生的单周期振荡，实验获得了61—129 GHz范围内频率连续可调的微波光信号.同时利用半导体激光器速率方程，对光注入半导体激光器产生高频微波进行了数值模拟.模拟和实验结果均表明微波信号产生于注入光和激光器腔模之间的拍频现象，其频率随着注入光强度和波长失谐的增大而增大，模拟结果预测该方法可以产生频率大于40 GHz的高频微波.
2009, 58 (10): 7246-7249.
doi: 10.7498/aps.58.7246
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用湿化学法在水溶液中合成了单分散的、大小尺寸可控的、巯基包裹的胶体CdTe纳米晶体，并利用CdTe纳米晶体和双功能分子poly（diallyldimethylammonium chloride）（PDDA）在Si衬底表面自组织生长了有序的层状纳米晶薄膜，荧光光谱研究了层状纳米晶体之间的共振能量迁移过程.结果表明：层状自组织生长的样品中纳米晶粒的间隔几乎一样，表明它们是有序排列的；而用直接干燥形成的样品中，小尺寸和大尺寸的纳米晶体之间间隔较短，发生荧光共振能量迁移，较小尺寸的纳米晶粒荧光峰（即波长较短处的晶
2009, 58 (10): 7250-7254.
doi: 10.7498/aps.58.7250
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利用飞秒时间分辨抽运-探测反射光谱技术研究了室温下Ge2Sb2Te5非晶薄膜中载流子超快动力学及其激发能量密度依赖性.发现光激发后05 ps时间内，反射变化率降到最小值，然后开始迅速增加，在几个皮秒时间内达到大于初始反射率的新的最大值.反射率的减小量、增加量和增加速率均随激发能量密度的增大而增加.利用高密度等离子体的Auger复合及其感应的晶格加热模型较好地定量解释了反射率由最小到最大的快速变化过程，表明高密度等离子体的Auger复合加热
2009, 58 (10): 7255-7260.
doi: 10.7498/aps.58.7255
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提出了以弱p型（p－-GaN）为有源区的p-n结构GaN紫外探测器.由于弱p型层的载流子浓度较低，很容易增加耗尽区的宽度，从而可以增加器件的量子效率.通过模拟计算，研究了金属与p－-GaN层的肖特基接触势垒高度、p－-GaN层厚度等参数对器件性能的影响.研究结果表明，降低金属与p－-GaN层的接触势垒高度、适当减小p－-GaN层厚度能够实现有源层方向单一的内建电场，从而提高器件的量子效率.要制备出
2009, 58 (10): 7261-7266.
doi: 10.7498/aps.58.7261
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采用溶胶-凝胶旋涂法在玻璃衬底上制备了Co, Cu单掺杂及Co，Cu共掺杂ZnO薄膜.用金相显微镜观察了Co与Cu掺杂对ZnO薄膜形貌的影响.X射线衍射（XRD）研究揭示所有ZnO薄膜样品都存在（002）择优取向，在Cu单掺的ZnO薄膜中晶粒尺寸最大.对所有样品的室温光致发光测量都观察到较强的蓝光双峰发射和较弱的绿光发射，其中长波长的蓝光峰和绿光峰都能够通过掺杂进行控制.对不同掺杂源的ZnO薄膜发光性能进行了分析，认为蓝光峰来源于电子由导带底到锌空位能级的跃迁及锌填隙到价带顶的跃迁，绿光峰是由于掺杂造成的
2009, 58 (10): 7267-7271.
doi: 10.7498/aps.58.7267
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采用水热法合成了纳米Y1-xPO4:xEu3+（005≤x≤030）系列荧光粉，并对样品进行了热处理.通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等手段分析了合成样品的结构及形貌，结果表明合成的样品均为四方磷钇矿结构，在酸性和碱性条件下分别为球状和细棒状，且均在纳米尺度.研究其在真空紫外（VUV）激发下的发光性质发现，样品的激发峰最大值位于142 nm左右；与固相法的样品相比，PO3-
2009, 58 (10): 7272-7277.
doi: 10.7498/aps.58.7272
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分别制备了荧光器件ITO/NPB/Alq3/LiF/Al和磷光器件ITO/NPB /CBP: Ir（ppy）3/BCP/Alq3/LiF/Al, 测试了50 mT磁场作用下器件的I-V和L-V特性. 与零磁场相比荧光器件和磷光器件的效率分别增加了44%和7%. 从有机电致发光的机制出发对该现象进行了解释, 认为外加磁场可以使三重态激子发生塞曼分裂, 进而在荧光器件中引起了三重态激子T
2009, 58 (10): 7278-7281.
doi: 10.7498/aps.58.7278
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对单模面发射半导体激光器的研究随着其应用的不断扩展而引起了人们的广泛的重视，应用多种方法可以提高其输出功率并改善其模式抑制比.利用金属表面等离子体纳米结构调制的方法可以获得单模面发射激光器输出功率的提高，理论计算表明这种方法增强效应可达近50%.
物理学交叉学科及有关科学技术领域
2009, 58 (10): 7282-7287.
doi: 10.7498/aps.58.7282
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研究了具有不同台阶数目的AlGaN插入层对在6H-SiC衬底上利用金属有机物气相外延（MOVPE）生长的GaN体材料残余应力和表面形貌的影响.高分辨率X射线衍射测试表明样品的c轴晶格常数随台阶数目的增多而增大；低温光荧光谱中GaN发光峰也随着台阶数目增多而发生蓝移，这些变化都反映出GaN中残余张应力的减小.此外，原子力显微镜测试表明样品表面起伏和粗糙度也都随着插入层的引入和台阶数目的增多得到了明显的改善.
2009, 58 (10): 7288-7293.
doi: 10.7498/aps.58.7288
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采用甚高频等离子体增强化学气相沉积（VHF-PECVD）技术在高功率密度和高压强条件下，通过改变硅烷浓度和气体总流量对薄膜沉积参数进行了两因素优化，最终在硅烷浓度为45%，气体总流量为100 sccm条件下，获得沉积速率142 nm/s，电导激活能047 eV的优质硅薄膜；同时，通过单因素优化制备出沉积速率为21 nm/s的微晶硅薄膜.利用晶粒间界势垒模型和费米能级统计偏移模型对薄膜的电学特性和传导行为分别进行了研究分析，同时初步分析了“后氧化”对薄膜电学性能的影响.
2009, 58 (10): 7294-7299.
doi: 10.7498/aps.58.7294
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采用单室等离子体化学气相沉积技术沉积pin微晶硅电池时，硼污染降低了本征材料的晶化率并影响了p/i界面特性.针对该问题文中采用p种子层技术，即在沉积p层后采取高的H2/SiH4比率及适当的功率又沉积一个薄的p层，初步研究了p种子层对微晶硅i层纵向均匀性及电池性能的影响.实验结果表明：采用此方法能改善p/i界面特性，提高本征材料纵向结构的均匀性并降低硼对本征层的污染，有效地提高单结微晶硅电池的性能.最后，通过优化沉积条件，制备得到光电转换效率为881%（1 cm
2009, 58 (10): 7300-7306.
doi: 10.7498/aps.58.7300
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利用强流脉冲电子束（HCPEB）技术对多晶纯镍进行了表面处理，并采用扫描电镜和透射电镜对强流脉冲电子束诱发的表面及亚表面的微观组织结构进行了分析.实验结果表明，HCPEB辐照后表面熔化，形成了深度约为2 μm的重熔层，快速的凝固使重熔层中形成晶粒尺寸约为80 nm的纳米结构.位于轰击表面下方5—15 μm深度范围内强烈塑性变形引起的位错墙和其内部的亚位错墙结构是该区域的主要结构特征.这些缺陷结构通过互相交割细化晶粒，最终导致尺寸约为10 nm的纳米晶粒的形成.
2009, 58 (10): 7307-7312.
doi: 10.7498/aps.58.7307
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利用嵌入原子势（EAM），对NiAl单晶在外应力作用下的动态拉伸过程进行了分子动力学模拟.应力-应变曲线分析以及原子构型分析表明外应力诱发NiAl合金发生了马氏体相变，原子结构由B2相转变为L10相.通过研究原子构型的演化过程，发现马氏体相变是通过多个{110}孪晶面的扩展和湮灭作用来完成的.同时探讨了马氏体相变的微观机理.
2009, 58 (10): 7313-7316.
doi: 10.7498/aps.58.7313
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针对全自动吸附仪只能在低压范围内（小于1个大气压）进行吸附研究的缺点，自行设计并生产了一套测量材料吸附性能的仪器，相比于自动吸附仪，此仪器扩大了压力适用范围.应用自制吸附仪，分别运用理想气体状态方程和范德瓦耳斯方程计算了间苯二酚-甲醛碳气凝胶的储氢吸附量.
2009, 58 (10): 7317-7321.
doi: 10.7498/aps.58.7317
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化学氢化物NaMgH3由于具有较高的氢质量和体积密度而被认为是颇具开发潜力的贮氢材料之一.文中采用基于密度泛函理论（DFT）的平面波赝势（PW-PP）方法，初步探讨了氟阴离子影响NaMgH3放氢性能的机理.计算结果表明，氟取代氢化物中的部分氢导致了氢化物形成焓及反应焓的降低，改善了体系的热力学性能，有利于氢化物的放氢.
2009, 58 (10): 7322-7329.
doi: 10.7498/aps.58.7322
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Edelman提出了神经系统中存在简并现象，但并未说明简并在神经系统中的具体形式和作用.文中从序空间理论出发，以神经回路为讨论基础，具体讨论了双耳定向的神经回路中可能出现的简并网络，以及各种网络被简并的方法.把简并现象的讨论和编码的讨论结合起来，对神经网络中的简并现象有了一个具体的认识.文中虽然是由纯理论推导的结果，但所得回路包含了被广泛承认的Jeffress模型，因此也间接证明了该理论也有一定的生物学基础.
2009, 58 (10): 7330-7338.
doi: 10.7498/aps.58.7330
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为探求人耳感知水下目标类型的声学因素，研究了水下噪声听觉属性空间的维度数及其各维度的物理解释.首先通过词汇聚类分析和问卷调查确定评价水下噪声听觉属性的汉语描述词，然后完成基于成对比较法和语义细分法的主观评价实验，获得听觉属性的不相似性矩阵及各样本在不同听觉属性下的主观评价分值.最后，利用多维尺度分析确定水下噪声听觉属性空间由五个维度组成，再利用主成分分析得到独立的五个主成分，进而利用相关系数和压力值确定五个主成分分别表示听觉属性空间的五个维度，根据各个主成分对应的汉语描述词所反映的听觉属性对其进行物理解释
地球物理学、天文学和天体物理学
2009, 58 (10): 7339-7350.
doi: 10.7498/aps.58.7339
摘要 +
海洋蒸发波导自然现象对近海面电磁波的传播有重要影响，获取大面积海域蒸发波导的长时间统计分布规律，对于海上雷达、通信、制导等电磁系统的设计与应用，具有重要意义.针对现有单点局部观测方法的缺点，建立了基于美国环境预报中心再分析数据的大面积海域蒸发波导统计特性计算方法，利用太平洋气象浮标数据、北部湾海岛气象观测数据对分析方法的正确性进行了验证.利用该分析方法和最近18年的美国环境预报中心再分析数据，重点研究了西太平洋蒸发波导的统计规律，获得了蒸发波导高度在不同海域、不同月份的分布特性，建立了空间分辨率约为18
2009, 58 (10): 7351-7358.
doi: 10.7498/aps.58.7351
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为分析中国温度变化复杂性的区域特征，利用中国地区435个台站1961—2002年逐日平均温度序列，分别构建温度波动网络，并计算网络拓扑统计性质，给出全国的空间分布图像.顶点RRD，RDD，DRR，DDR，DdR的顶点度异常高，以这些顶点为代表的温度波动模态发生概率较大，对温度变化的趋势预测有一定的指导意义；根据5种顶点的顶点度在全国435个台站中的排行分布，将它们的主要作用区域依次定义为：全国型、次全国型、东部型、西南混合型及混合型.各
2009, 58 (10): 7359-7367.
doi: 10.7498/aps.58.7359
摘要 +
基于由历史相似信息对模式预报误差进行预报的思路，发展了一种针对季节气候可预报分量的相似误差订正新方法（FACEPC），目的是识别模式预报结果中对初值相对不够敏感的可预报分量，将其作为对象进行历史相似选取和误差订正.该方法被应用到国家气候中心业务季节预报模式实验中，对不同区域给出有针对性的相似选取指标和预报方案.25年的交叉检验结果表明，夏季降水和环流的预报技巧评分相对于系统误差订正有明显提高，在发生中等及以上强度ENSO事件年和可预报分量贡献较大地区的预报技巧提高更为显著.特别是中国区域降水和关键区环流的
2009, 58 (10): 7368-7375.
doi: 10.7498/aps.58.7368
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矢量辐射传输方程定量描述了辐射在地表-大气耦合介质中的传输过程，是定量遥感的基础.在处理辐射和离散介质相互作用时,如何处理多次散射、辐射偏振效应和耦合地表模型是研究的重点，直接影响定量化遥感反演的精度.文中基于逐次散射近似法求解了矢量辐射传输方程，求解过程中耦合典型地表的非偏双向反射（BRDF）模型和偏振双面反射（BPDF）模型.采用相对误差因子定量分析了地表双向反射效应和大气偏振效应对天基矢量辐射的影响.为进一步研究地表-大气耦合介质系统的偏振特性及地表大气参数的定量遥感反演提供理论支持.
2009, 58 (10): 7376-7381.
doi: 10.7498/aps.58.7376
摘要 +
基于几何分析，将离轴激光雷达在近距离范围内望远镜视场与发射激光分布的交叠区分为三种形状，并给出了计算离轴激光雷达重叠因子的解析计算公式.基于该公式和发射激光的高斯分布得到了本实验室Mie散射激光雷达重叠因子随高度的变化曲线.利用该曲线对成都地区在不同天气状况下的雷达回波信号进行了校正.在此基础上，利用Klett算法对校正后的回波信号进行了反演，得到了532 nm波长大气消光系数随高度的变化曲线.结果表明，基于文中校正方法得到的大气消光系数能反映实际的天气情况.
2009, 58 (10): 7382-7391.
doi: 10.7498/aps.58.7382
摘要 +
大功率高频泵波加热电离层中，泵波反射高度区域是除了D，E层外的另一个主加热区.文中将在磁子午面内建立中低纬度地区泵波加热电离层中泵波反射高度处的二维模型，分别给出早晚两个时间模拟加热结果.根据模拟结果可知，整个泵波反射高度区域电子温度强烈上升，而泵波反射点周围电子浓度反而下降，该电子浓度空洞沿磁力线上下区域内电子浓度小幅上升，呈现出明显的场向特征.夜间模拟加热效应比早上更加明显，夜间、早上模拟平面内最大电子浓度变化率分别为-13%和-36%，电子温度变化率分别为88%和22%.另外在早晚的模拟加热中，电
