本文先后用光致发光、核磁共振和电子自旋共振研究了单晶硅中硅氢键和氢致缺陷的性质。光致发光谱表明硅氢键引起了大量非辐射中心。观测和探讨了电子自旋共振测量与样品平均厚度的关系。本文克服了真空热处理中氢从表面扩散的困难,并避免了样品平均厚度大于1.00mm和小于0.85mm给电子自旋共振带来的困难,测得分别在纯氢气氛和氩气氛生长的单晶硅每立方厘米电子自旋数。对比二者,我们估算出氢的数量为4×1016/cm3,而硅氢键分离激活能约为0.1eV。前者与文献[6]和[10]符合得很好,后者比文献[11]测定的沉淀激活能低一个数量级。

本文研究了掺杂(B和P)和未掺杂的a-Si1-xCx:H和a-Si1-xNx:H膜在高温下的电子自旋共振(ESR)特性。ESR的测量是在温度连续变化的过程中进行的。实验结果表明:掺B的a-Si1-xCx:H和a-Si1-xNx:H膜的ESR吸收谱,可以分解成两种性质不同的ESR吸收谱的叠加(g1≈2.005和g2≈2.010),g1是硅悬挂键(Si)的贡献,g2是价带尾态定域化空穴的贡献。随温度的上升,定域化空穴的密度比Si下降得更快。在温度不太高时,定域化空穴的密度远大于Si,但在温度较高时,Si的贡献是主要的。

本文研究了SmxT1-x(T=Fe,Co)非晶态薄膜的磁化强度σ与温度T的关系。发现在磁场H=7T下,对SmxCo1-x样品(x=0.46,0.48,0.54,0.65)的升温过程测得的σ(T)曲线上有极大值,它对应的温度都在25—28K范围内,与成分关系不大。非晶态SmxFe1-x(x=0.46,0.73)的结果与之不同,极大值对应的温度与成分有关。对上述样品,还发现在T≈6K附近σ(T)有极小值(和陡变),在近室温端,出现σ(T)下降缓慢的“拖尾巴”现象。我们认为,Sm-Co非晶态薄膜表现的高场热磁效应可能起源于Sm原子磁矩对磁化的贡献不可忽略,作用在Sm原子上的局域无规各向异性很强;这种各向异性在20—30K变化较大。而Sm-Fe薄膜的高场热磁效应可能起源于Fe原子磁矩的分散。σ(T)在6K附近的极小值(和陡变)及其在室温端变化缓慢的原因,可能是合金成分的涨落所致。

以具有m个磁等性核的异核lmS(l=1/2,S=1/2;m=2,3)自旋体系为例,从群论出发。引入了对称化乘积算符完备集;并表明各算符间普遍存在简单循环对易关系,这种对易关系反映了不同极化态矢及各阶量子相干在脉冲序列各时间域哈密顿量作用下的演化规律。运用对称化乘积算符代数对一些典型的多脉冲及二维FT-NMR实验,特别是DEPT脉冲序列进行了分析,得到了与通常乘积算符分析相一致的结果,但推导过程得以简化,物理意义更加明确。

本文依据红外发散理论讨论超离子玻璃中无序引起的多体相互作用所导致的红外发散响应。在研究新的弛豫机制的基础上,修正了滞弹性应变的速率方程,并利用玻耳兹曼叠加原理,导得具有红外发散的超声吸收公式。由此导出超声吸收与频率的ωn关系和表观激活能。这些都与超离子玻璃(AgI)x(Ag2O·nB2O3)1-x的实验数据符合。

我们对以反应性溅射法制备的MoNx薄膜测量了超导转变温度Tc,电阻率ρ(T)(从Tc起始到300K)。用X射线衍射技术、卢瑟福背散射(RBS)、俄歇谱仪和X射线光电子能谱(XPS)技术对这些样品进行了分析。实验结果表明Tc和ρ(T)随N含量改变而变化。当样品是B1结构时,Tc小于4.2K,而且样品内还有过量的N存在。俄歇分析表明,样品内有O,C杂质存在。这些因素都可能导致Tc很低,ρ(T)呈负的温度系数。

长期暴露于大气的多晶镍样品,经700℃2小时真空退火及常温和500℃暴露氧20—60L后,发现其表面将产生两种电子诱导脱附(ESD)氧正离子。所对应的电子能量阈值分别为29eV和23eV。我们认为,两种氧正离子的产生机制为俄歇诱导脱附。29eV阈能者对应于镍表面化学吸附氧的2s能级电子向真空中电离;而23eV阈能者则对应于表面层中未与镍化合的自由氧的2s电子向体内费密能级跃迁。

在长弹性波近似下,利用双时格林函数的处理方法,得到了GaAs-GaAlAs型半导体超晶格的有效弹性模量。从所得结果发现有效弹性系数总是不大于组成超晶格的两种介质的弹性系数的平均值。在其中一种介质的宽度b=0和b=a(a为超晶格周期)的极限情况下,所得结果退化为单一介质的弹性模量。

采用带有可转动掩板的沉积系统,合成出一类新的a-Si:H/掺杂a-SiNx:H超晶格。样品中各子层厚度及a-SiNx:H子层中N/Si比固定,仅改变掺杂浓度。结果发现:此类超晶格中的费密能级可以通过a-SiNx:H层中的掺杂来控制,即a-Si:H/a-SiNx:H超晶格可以从n型转变为p型,依赖于a-SiNx:H子层中B的掺杂比。然而,a-SiNx:H子层中P的掺杂对a-Si:H/a-SiNx:H超晶格传输特性影响并不大。

我们对硅中IB族杂质Cu,Ag和Au的单粒子电子结构用自洽的Xα-SW法作了计算。用集团XSi4Si′12和XSi10Si′16分别模拟替位式和四面体间隙式杂质X所局域微扰的硅晶体。这两类集团已广泛地得到采用,我们已经成功地用它研究硅中4d过渡金属杂质的性质。计算得到;替位杂质在带隙中导致一个t2能级,它几乎不具有d性质而是类悬挂键的。间隙杂质在带隙中导致一个a1能级,对于Si:Au,此能级位置接近导带底,轨道是非常离域的。此外,还得到一个位于价带底之下类s的超深能级。对硅中1B族杂质的电子性质的趋势作了详细讨论。

采用高分辨探测系统,在不同的入射角θin和出射角θout的条件下,测量了1—2MeV4He+入射在Al(100)面和Si(110),(100)面中的背散射能谱。得到了背散射能谱振荡峰的间距ΔE与cosθin/cosθout的直线关系,从而获得了1—2MeV4He+在这三个晶面中的振荡半波长及阻止本领。实验得到的半波长与理论计算值在误差范围内一致,晶面沟道方向的阻止本领略大于随机方向的阻止本领。

在用化学沉积法制成的银岛膜上,蒸镀上不同厚度的Pt和Pd,测量了吡啶分子在Pt-Ag,Pd-Ag体系的表面增强喇曼散射(SERS)谱,得到SERS谱随覆盖层厚度的增加而衰减的关系曲线,并与电磁衰减理论计算的结果作了比较。此外,在两个体系都发现了新的振动谱线。我们认为它对应于吡啶在Pt和Pd上的吸附态。

本文研究了具有不同频率的两束激光在不均匀等离子体拍频共振点的耦合系数,计算了该系数对于等离子体拍频波加热的影响以及它对于双频光束频率比和等离子体定标长度的依赖关系。

本文讨论了一种利用残留在激光器中杂质氢原子的时间分辨光谱,来确定脉冲激光等离子体电子温度和电子密度的方法。根据这个方法,通过实验获得了脉冲CuBr激光等离子体的电子温度和电子密度的时间行为。

本文提出面心立方合金中扩展位错引起低频内耗峰的一个模型,用来解释高浓度Cu-Al和Cu-Zn合金经过冷加工后在210K附近出现的弛豫型内耗峰(测量频率约为1Hz)。文中指出,扩展位错在外力作用下的运动,可以分解为相对运动(两个部分位错之间的相对位移)和整体运动(扩展位错中心的位移)。除了考虑两个部分位错之间交互作用引起的回复力和位错线张力引起的回复力以外,本文引入了邻近位错之间长程交互作用引起的回复力,并且论证了这种回复力只影响扩展位错的整体运动,但不影响其相对运动。扩展位错的相对运动和整体运动,分别导致相对运动内耗峰和整体运动内耗峰。二者峰温相近。实验上观察到的内耗峰是这两个内耗峰的叠加。本文模型的推论与实验结果相符。

本文研究了金属玻璃(Cu1-xNix)33Zr67合金的低温电阻输运特性。在较宽的温区(2—273K)测试了电阻率,测量结果符合Mooij判据。样品电阻率随温度的变化行为与双能级隧道模型符合较好。

本文系统地研究了在无外磁场时,超导金属玻璃Zr78Co22的I-V特性。观察到电流引起的由超导态向正常态的转变是以阶梯跃变的方式完成的。阶梯的出现是局域的,且与电流扫描速率有关。分析表明,有阻态阶梯的出现,是由于材料本身的不均匀性而导致热斑出现的结果。一维热流方程可以用来描述金属玻璃Zr78Co22局域的有阻态,但必须计及各热斑间的相互作用和样品本身的自吸热等效应。

采用Anderson晶格哈密顿量,根据文献[6]提出的非电-声子超导机制理论,解释了Ba-Y-Cu-O的超导临界温度随压力的变化。

通过分析双极化子形成的条件,指出文献[1]给出的三元金属氧化物高温超导体的双极化子解释是可疑的。

本文利用高空间分辨的X射线针孔相机、晶体谱仪和光探针从三维空间上探测激光辐照平面靶产生的等离子体高、低阶电离离子的分布,发现高、低阶离子所占据的空间都具有近似的圆锥形状态,但它们重迭且方向相反。本文也得到了等离子体中离子密度在空间上的两种分布结构。

用一种小型化的非谐振微带装置在扫频方式下测量了柱形畴阵在磁场与膜面成不同角度时的磁共振,并对照着我们的实验结果讨论了目前泡畴共振的有关理论,得到了一些有意义的结果。

在外加磁化场的作用下,磁性液体的介电特性表现出与一般物质所不同的新效应——磁电方向效应,即介电常数不但依赖于外加磁化场的大小,而且还依赖于外加磁化场与电场之间的相对方向。根据实验观察到的磁性液体中的磁性颗粒呈球形,在外加磁化场的作用下,磁性颗粒呈长链形分布的这一实验事实,我们用长链模型进行理论分析,合理地解释了磁电方向效应。理论与实验结果符合。

利用表面分析仪器俄歇电子能谱(AES)仪和电子能谱化学分析(ESCA)仪对超导Nb-Ge溅射膜进行表面和深度剖面分析,以探讨在溅射沉积成膜过程中A15结构Nb3Ge能够稳定生长的机制,以及影响其转变温度Tc的因素。分析结果表明,超导Nb-Ge膜中含有O,C和Al等杂质,其中O的含量对Tc有重要影响。表面上未发现有聚集的Ge。Nb/Ge密度比由表面层的3.1向内部逐渐降至2.26。X射线光电子能谱(XPS)的分析表明:Nb,Ge,C和O的谱峰沿深度均有不同程度的化学位移和峰形变化,这明这些元素的化学态在膜内是复杂的。但其中Nb的变化最小,可能对高TcA15Nb3Ge相的生长起稳定作用。

根据Goltzene等人最近关于原生LEC,HB,压缩变形和中子辐照GaAs中电子顺磁共振(EPR)“AsGa”谱低温光淬灭实验结果,结合Baraff和Schlüter最近关于EL2亚稳态的理论计算,本文认为可进一步证实作者之一在1981年提出的EL2(AsGaVAsVGa)缺陷模型,同时还对Wager和Van Vechten最近提出的EL2(AsGaVAsVGa)的亚稳态机理加以评述和修正。

本文研究了1MeV中子辐照在气相外延n-GaAs有源层中深能级缺陷的特性和热退火性能。结果表明,大多数感生缺陷是与两个以上原子位移有关的缺陷。另外,当H1能级通火时,出现了一个新的缺陷能级E5(Ec-0.73eV)。研究表明GaAs MESFET参数的变化主要是由于载流子去除。

本文利用热释氢和红外吸收研究了H在非晶态碳(a-C:H)膜中的含量和组态。实验结果表明,随着样品制备时衬底温度的增大:1)H在a-C:H膜中的组态从两相结构过渡为单相结构;2)H在a-C:H膜中的含量单调减少;3)a-C:H膜中sP3/sP2键合比例单调增大。

快离子导体在低频(f9Hz)下具有非Debye型的介电行为。本文考虑到快离子导体的特点,依据Ngai的红外发散理论,从快离子导体的传输特点出发,解释了这种非Debye型介电行为的起因。在较高频率时,理论正确预言了材料的导纳图为一斜率小于1的直线。在较低频率时,理论与实验的偏差起因于没有考虑材料的界面效应。

本文成功地合成了插层化合物Li1+xV3O8,并用X射线粉末衍射和等离子体发射光谱元素定量分析进行了鉴定。同时进行了NMR研究。在298—400K之间观察到了锂离子的运动致窄效应,并以此求得它的离子运动激活能为0.18eV。还测得该材料的室温电导率为10-3Ω-1·cm-1数量级。

本文计算了25个含Eu3+离子的晶体中由于晶场效应引起的Eu3+离子的5(DJ),7(FJ)能级的位移和5D,7F谱项能级劈裂的加宽,分析了电子云扩大效应引起的能级位移与实验测量值的关系,并给出这些晶体中电子云扩大效应大小的正确次序。