通过详细计算表明,在准经典情况下,氢原子1r的矩阵元的量子力学结果与它的Heisenberg矩阵元近似相等,在经典极限下,它们相同.

对麻醉的SD大鼠在癫痫发作前后两种状态的皮层脑电(ECoG)的时间序列,用多种有效的方法和分析技术,使得大量的ECoG时间序列得以正确的分析,并得出重要的结论.首先利用延时坐标法重构吸引子;计算互信息函数,取互信息函数第一次达到最小值的延时为重构延时时间,提出将伪邻点法和Cao法相结合的方法确定最佳嵌入维数.然后采用非线性预报和替代数据法相结合的方法确定ECoG为混沌时间序列,从不同角度得出了ECoG不是低维混沌的结论.在ECoG相空间重构的基础上,计算了最大Lyapunov指数(LLE).应用了近似熵这一标量对ECoG进行刻画,计算结果表明:癫痫发作前的皮层脑电的最大Lyapunov指数和近似熵都明显地高于癫痫发作后的,这可能为理解癫痫发病机理,预报癫痫发作和治疗提供一定的思路.

研究两种不同类型集团的N体不可逆的随机凝聚过程,这两种不同类型的集团分别是活性团和非活性团.用生成函数的方法直接求出凝聚速率为常数时,活性团和非活性团的密度分布,结果表明它们的长时渐近行为,具有普适性,同时给出它们的类标度形式及相应的标度指数.

提出了一种抑制市电对高温SQUID磁强计干扰的电源平衡方案,并且用在无屏蔽环境中的实验证实了它的可行性.与高阶梯度计方案相比,虽然当环境干扰改变时,它保持平衡的能力较低,但是这种方法不仅简单易行,而且对SQUID不引入任何附加的本征噪声,从而可大大降低建造昂贵电磁屏蔽室的费用.

根据自己研制的单通道高温超导rfSQUID磁梯度计在人体胸前测得的高信噪比的心磁信号,通过线性插值和高阶拟合,获得了人体心脏的一系列时序等强磁场地图,为高温超导SQUID磁强计、梯度计的心磁测量用于心脏病早期诊断和病理研究的进一步开展提供了思路和方向.

从理论角度研究了利用高斯光束照射远场目标时,激光散斑的统计特性.导出了散射光场的自相关函数和光强度的二阶矩的解析表达式,计算了激光散斑的面积.研究表明:在接收面上,光强的分布与目标表面高度的相关长度和均方根高度密切相关,激光散斑面积和散斑光强的相关系数只与激光束腰的尺度有关,与目标的均方根高度和相关长度无关.

在超声射流冷却条件下,利用同步辐射光源,结合飞行时间质谱对CH3NH2分子在60—140nm波长范围内的光电离解离进行了研究.主要动力学过程为母体离子的解离过程.CH2NH2+和CH3+由CH3NH2+在高能量时解离生成,而CH2NH2+的1,1脱H2过程则产生其他离子.CH3NH2分子的电离势(IP)为916±001eV,和分子轨道能量计算的理论值符合得非常好,并获得CH3NH2+和CH2NH2+的生成热分别为860±05kJmol和7541kJmol.

利用离子速度成像方法,研究CH2I2分子在277—305nm范围内若干波长处的光解离动力学.通过同一束激光经(2+1)共振多光子电离(REMPI)过程探测光解碎片I(2P32)和I(2P12),得到了不同激发波长处的离子速度分布图像,从而获得CH2I2光解产物的能量分配和角分布.实验发现,碎片CH2I自由基有很高的内能激发,约占总可资用能的80%,该能量分配可以较好地用冲击模型来解释.实验还发现,产物I(2P32)和I(2P12)具有很不相同的平动能分布,结合所得到的碎片能量分配和角分布,我们对碎片I(2P32)和I(2P12)生成机理进行了分析,指出CH2I2分子电子激发态的绝热和非绝热解离决定了碎片的平动能分布.

从二阶矩的定义出发,给出了一类新光束———厄光双曲正弦高斯(HShG)光束M2因子的解析公式,公式表明HShG光束的M2因子是光束阶数n和参数α的函数.作为本公式的特例,给出了厄光正弦高斯(HSiG)双束、双曲正弦高斯(ShG)光束以及正弦高斯(SiG)光束M2因子的解析公式.对HShG光束的束腰宽度、远场发散角及M2因子做了数值计算,并对所得结果作了分析.

在固体激光腔运行中热透镜的屈光度,1ft,作为谐振腔的动力学因子,对腔的运行特性有着关键性的影响作用.运用变换圆图解方法,对固体激光腔的光模特性的动力学稳定性作了详细的分析,给出了它对动力学因子及腔参数u1=L1(L1-R1)R1与u2=L2(L2-R2)R2的依赖关系.给出了腔参数u1与u2的直观物理图像描述;在此基础上,利用变换圆图解方法,进一步讨论,如何选择腔参数u1与u2,调节稳定区内运行的最小基模光斑尺寸和动力学稳定区的宽度,及调控动力学稳定区的‘位置’;提出了两倍拓宽动力学稳定区的一个可行方案;最后,还讨论了动力学敏感腔的存在及其在自调Q激光器与自Kerr透镜锁模激光器中的可能运用.

设计和制作了新型结构的金属蒸气激光放电管.用钡为激光介质,通过纵向高频快脉冲放电激励,在国内首次实现波长为113μm和150μm的红外钡蒸气激光振荡,激光成分主要集中在150μm这条谱线上,激光输出功率和功率密度分别达12W和333mWcm3.测量并讨论了各工作参量和激光输出特性之间的关系

对常规的带有棱镜对色散补偿的四镜腔固体克尔透镜锁模激光器,现有文献只考虑晶体的材料色散而忽略了晶体的斜入射所带来的角色散.首次给出了由于在晶体处的斜入射,不同波长的光线在该激光谐振腔中的振荡回路.给出了考虑晶体处的斜入射后二阶、三阶色散的解析表达式.并计算了斜入射带来的对激光晶体和棱镜对系统二阶、三阶色散的影响.

研究了从声散射场的远场分布的信息来再现声阻抗障碍物形状的反问题,建立了求解这类反问题的一种非线性最优化模型,并提出了数值实现该非线性最优化模型的一种两步调整迭代算法.两步过程的应用使在确定未知障碍物形状的非线性最优化步中未知函数的个数达到了最少,而在调整迭代过程中,通过利用前一迭代步所得重构信息,使重构精度得到了相当大的改进.所建立的反演算法的一个特别吸引人的性质是,只需要远场分布的一个Fourier系数即可对未知声阻抗障碍物作几何物形的设别.对大量具有各种几何形状的二维障碍物的数值算例保证了本算法是实用和有效的.

在批判平衡态热力学局限性的基础上,采用不可逆过程热力学对铁性体中畴结构的产生做了动态描述.注意到了铁电与铁磁两种情况下的相似与区别.在铁弹情况下,出于客观的必要性,类比地引入了铁弹相变“分子场”的概念.明确了体系的有限性、过程的不可逆性与畴结构的产生的内在关联.

将等离子焊接(PAW)电弧和钨极氩弧焊(TIG)电弧串接,相对作用于工件的正反面形成双面电弧焊接(DSAW)系统,可以引导焊接电流沿工件厚度方向流过小孔,补偿等离子电弧穿透工件时消耗的能量,以有效地提高等离子弧的穿透能力.综合考虑影响双面电弧焊接正反面熔池几何形状的力学因素,建立了熔池表面变形的控制方程,以此为基础并采用帖体曲线坐标系建立了DSAW焊接传热的数学模型,分析了DSAW,PAW焊接传热的差异,从传热的角度解释了DSAW焊接熔深增加的原因.焊接工艺实验表明,计算结果与实测结果吻合良好.

采用与时间有关的线性微扰理论,研究了气流作用下电弧等离子体的螺旋不稳定性,导出了相应方程和满足的边界条件,给出了临界Maecker’s数和不稳定性增长率等定量结果.计算结果表明,轴向气流对电弧稳定性起重要作用

用扫描隧道显微镜研究了Si(111)(7×7)表面上Ge量子点的自组织生长.室温下用固相外延法在硅基底上沉积亚单层的Ge,然后在适当的温度下退火可以聚集形成有序的Ge量子点.由于Ge在Si(111)(7×7)表面选择性的吸附而形成有序的Ge量子点.

以改进的低频扭摆内耗仪研究了液态PbSn合金连续升温过程的内耗行为.结果表明:合金在液相线以上500—800℃温区内出现内耗峰,其峰温不随频率变化,峰高与升温速率成正比,与振动频率成反比,这与固态相变内耗峰的特征相吻合;合金成分不同,内耗峰峰温不同;非共晶成分合金熔体的内耗曲线上出现次峰.这一现象揭示了PbSn合金熔体随温度可能发生结构转变.对PbSn合金进行差热分析,熔体出现的热效应峰与内耗峰的温区大体对应,进一步揭示熔体的内耗峰可能是由结构转变引起的.

采用新设计的电极结构的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术,在高功率密度、高氢稀释比、低温、偏压及低反应气压的条件下,在衬底表面形成双等离子流,增加了衬底表面SiC的成核概率,增强成核作用,形成纳米晶.采用高H2等离子体刻蚀弱的、扭曲的、非晶Si—C及Si—Si和Si—H等键时,由于H等离子体对纳米SiC晶粒与非晶态键的差异刻蚀作用,产生自组织生长,发生晶化.Raman光谱和透射电子衍射(TEM)的测试结果表明,纳米晶SiC是4HSiC多型结构.电子显微照片表明平均粒径为16nm,形状为微柱体.实验结果指出,SiC纳米晶的形成必须经过偏压预处理成核,并且其晶化存在一个功率密度阈值;当低于这一功率密度阈值时,晶化消失;当超过这一阈值时,纳米晶含量随功率密度的提高而增加.随着晶化作用的加强,电导率增加.

分别应用光致发光、电容电压和深能级瞬态傅里叶谱技术详细研究ZnSe自组织量子点样品的光学和电学行为.光致发光温度关系表明ZnSe量子点的光致发光热猝火过程机理.两步猝火过程的理论较好模拟和解释了相关的实验数据.电容电压测量表明样品表观载流子积累峰出现的深度(样品表面下约100nm处)大约是ZnSe量子点层的位置.深能级瞬态傅里叶谱获得的ZnSe量子点电子基态能级位置为ZnSe导带下的011eV,这与ZnSe量子点光致发光热猝火模型得到的结果一致.

根据钨酸铅晶体(PbWO4,简称PWO)的缺陷化学和晶体结构特点,用光吸收谱、广延X射线吸收精细结构(EXAFS)和精密X射线衍射(XRD)方法对高温退火后PWO晶体进行微结构研究,获得了其退火前后缺陷变化的情况,据此提出生成态(asgrown)晶体中350nm本征色心吸收带起源于V-F空穴心,并指出PWO中紫外区色心吸收带的强度取决于晶体中铅空位和氧空位浓度之差:[VPb]-[VO];然后,结合晶体在紫外光(UV)辐照过程中色心的转化规律和偏振吸收谱的实验结果,提高420nm辐照诱导色心吸收带起源于V0F双空穴心.并对所提出的PWO晶体色心模型的合理性进行了讨论.

对Fe735Cu1Nb3Si135B9等非晶合金进行了退火和激波诱导两种方式的晶化实验以及XRD和DSC分析.着重对合金的晶化速率和晶化度等特性展开了研究和讨论.进一步证实了激波纳米晶化是一种包含着新机理的寓意丰富的晶化现象.也再次验证了作者曾经提出过的“激波流化相变”模型的合理性.

讨论在热解碳化学气相沉积过程中出现的多重定态和非平衡相变这一典型的非平衡物理现象的机理和发展趋势.通过理论分析和实验结果的分析发现热解碳化学气相沉积的化学反应是一个典型的非平衡化学反应,其中在沉积过程中出现的生成碳黑的过程是一个典型的非平衡相变.在这一非平衡化学反应中,自由基的反应模型符合Schlogl模型.在这一非平衡化学反应中,有线性区和非线性区,线性区的产物是热解碳,而非线性区是碳黑.在线性区,反应速率方程是唯一的、线性的,而在非线性区,反应速率方程是多重的、非线性的.

对Ni52.2Mn23.8Ga24的单晶样品在马氏体相变过程中的相变潜热、磁性、电阻以及应变等物理序参量进行了测量.测量结果表明:不同的物理机制表征的相变温度有所不同.利用马氏体相变的GT关系予以分析,解释了不同测量方法获得的相变温度差别的原因.研究指出,Heusler合金Ni2MnGa的相变是分布晶格畸变类型,磁结构的变化发生在第二步晶格的非均匀切变,但相变应变与GT模型有区别.

数值模拟了激光直接驱动铝飞片空腔靶的物理过程,模拟结果表明,如果靶结构参数与激光条件匹配,飞片与靶可以近似实现对称碰撞,而且冲击波在靶中存在稳定传播区,采用结构参数合理的飞片双面台阶靶,可能实现状态方程的绝对测量.同时进行了实验探索,实验结果与数值模拟结果基本吻合.

测量了常压和高压合成MgB2超导样品6K—80K的比热,并在数据拟合中考虑了爱因斯坦振动模的贡献,得到其电子比热数据.解释了超声测量得到的德拜温度和低温比热拟合结果之间的巨大差异.并且在12K附近观察到了异常的电子比热,此异常来源于MgB2的第二个能隙.此外,对高压和常压合成对样品的影响做了初步分析.

采用Mo离子注入工艺对YG6硬质合金基体表面进行处理,用微波等离子体CVD(MPCVD)法沉积金刚石涂层,研究了Mo离子注入工艺对金刚石涂层附着性能的影响.结果表明,Mo离子注入后,硬质合金基体表面的化学成分发生了明显变化;采用适当剂量的Mo离子注入基体,可使CVD金刚石涂层的附着性能显著提高.

常温下,采用射频磁控溅射法在有机的柔性衬底上制备出了SnO2:Sb透明导电膜,并对薄膜的结构和光电性质进行了研究.制备的样品为多晶薄膜,并且保持了二氧化锡的金红石结构.性能良好的薄膜电阻率为6.5×10-3Ω·cm,载流子浓度为1.2×1020cm-3,霍耳迁移率是9.7cm2·V-1·s-1.薄膜在可见光区的平均透过率达到了85%.

用平面波展开方法及时域有限差分法计算了各向异性介质材料碲形成的椭圆柱光子晶体的带隙结构.计算表明,选取适当的椭圆长短轴以及晶格常数可以形成约0.051ωe(ωe=2πcLy,Ly为沿长轴的晶格常数)的大带隙,而且在高能区域也出现了一个小的禁带.分析表明,该光子晶体大禁带对工艺上可能引起的轴长及晶格常数的偏离具有很好的稳定性.

考虑到缺陷、温度效应、掺杂等外界环境的影响,用方形随机分布和高斯随机分布模拟了格点原子的无序起伏,研究了在电场中高分子材料的双激子态反向极化的稳定性,发现当原子涨落不大于0.0148nm时,反向极化能够稳定存在.在格点扰动达到原子间距的14时,反向极化消失.进一步研究了简并参数te与反向极化的关系,同时讨论了在无序起伏较大时正向极化的起因.

研究分子束外延(MBE)生长的应变In0.2Ga0.8AsGaAs折射率梯度变化异质结单量子阱激光二极管的快速热处理(RTA)效应.结果表明,RTA移除了InGaAsGaAs界面非辐射中心,提高77K光致发光效率和有源层电子发射.同时Al和Ga原子互扩散,也增加了AlGaAs波导层DX中心浓度.RTA处理后样品电流冲击老化实验证明DX中心浓度呈现出相应的增加.这表明DX中心可能是激光二极管性能退化的原因之一.

应用深能级瞬态谱(DLTS)技术研究分子束外延(MBE)生长的highelectronmobilitytransistors(HEMT)和Pseudomorphichighelectronmobilitytransistors(PHEMT)结构深中心行为.样品的DLTS谱表明,在HEMT和PHEMT结构的nAlGaAs层里存在着较大浓度(1015-1017cm-3)和俘获截面(10-16cm2)的近禁带中部电子陷阱.它们可能与AlGaAs层的氧含量有关.同时还观察到PHEMT结构晶格不匹配的AlGaAsInGaAsGaAs系统在AlGaAs里产生的应力引起DX中心(与硅有关)能级位置的有序移动.其移动量可作为应力大小的一个判据,表明DLTS技术是定性识别此应力的可靠和简便的工具.

研究了一维介观结链中的电势分布随各岛上门电压和电子数分布的变化关系,并发现在一个岛上加一个门电压会产生一个静电势孤子.通过调节门电压可以较好地控制静电势孤子的形状及其位置,从而达到对电荷孤子的有效控制.

基于漂移扩散模型和量子理论中的WKB方法,用数值模拟方法分析了材料掺杂浓度对硅锥阴极场致发射特性及工作状态的影响,结果表明,硅锥阴极单纯的场致发射IemitE特性受硅材料掺杂浓度的影响很小.但低掺杂硅锥阴极顶端的电位随发射电流增大而明显上升.锥体上电位变化可以等效为一个与锥体形状与掺杂相关的串联电阻的作用,这一电阻对单尖发射电流有负反馈作用.另外,在常规的工作状态下,硅锥阴级的温升并不严重.这些结果可以作为硅锥阴极设计的参考.

利用在室温和高温下的栅控恒压电晕充电,常温电晕充电后经不同温度老化处理后的表面电位衰减测量,及开路热刺激放电(ThermallyStimulatedDischarge,TSD)研究了正负充电后PTFE(Polytetrafluoroethylene)多孔薄膜驻极体的电荷储存稳定性.PTFE多孔膜,PTFE非多孔膜(TeflonPTFE)和FEP(TetrafluoroethylenehexafluoropropyleneCopolymer)非多孔膜(TeflonFEP)间的电荷储存稳定性的比较研究也已进行.通过等温退极化程序,对上述三种薄膜驻极体的电荷储存寿命(有效时间常数)τ进行了定量估算.结果指出:在有机驻极体材料中,对正负充电后两种极性驻极体样品的PTFE多孔薄膜驻极体均呈现最优异的电荷储存稳定性,尤其是在高温条件下.通过扫描电镜(SEM)对这种新结构的氟聚合物驻极体材料的突出电荷储存能力和结构根源也已初步讨论.

考虑到电子在纳米电容器中的运动是一个单电子隧穿过程,因而将电容器作为一个隧道结,应用隧道模型的稳态法,研究了介观LC电路中的电流电压特性.结果表明:由于库仑力的作用,介观LC电路中存在着阈值电压.当外加电压小于阈值电压时,隧穿电流为零,显示出库仑阻塞现象;当外加电压远大于阈值电压时,隧穿电流与电压成正比.

在Slonczewski自由电子模型的基础上,提出了一个可用于处理具有任意形状势垒的磁性隧道结中磁电子输运的简单方法,并以三种常见构形的势垒,即梯形势垒,计入了镜像势的梯形势垒和抛物线势垒为例,讨论了势垒形状对隧穿磁电阻及其随偏压变化的影响.

用MgB2靶,控制直流磁控溅射工作在异常辉光放电或弧光放电状态,在SrTiO3衬底上原位一次性得到了MgB2超导薄膜,其起始转变温度为32K,零电阻温度为15K.

在研究物质的磁性时,考虑了电子之间的正交换能(A1>0,导致电子自旋平行排列)和负交换能(A2|A2|(A=A1-|A2|>0)时,A1为有序能,A2为冷无序能;当A1|A2|A1>0的体系同时具有铁磁性和自旋玻璃磁性,1>A1|A2|>0的体系同时具有反铁磁性和自旋玻璃磁性.

根据WBR理论和同核体系的特点,构造出了一个相应的三维转动,利用Wigner旋转矩阵的特性并借助于计算机代数语言,计算出了射频场照射下同核体系完整的弛豫方程组.在此基础上,给出了射频场照射下纵向与横向弛豫时间的计算公式,并从理论上研究了射频场的照射对同核体系弛豫的影响.研究结果表明:1)射频场的照射对同核体系的弛豫有一定程度的影响.2)在射频场的照射下,同核体系的纵向弛豫时间T1小于无射频场时的T1,而横向弛豫时间T2大于无射频场时的T2.3)纵向弛豫时间T1随射频场的增强而逐渐减小,横向弛豫时间T2随射频场的增强而逐渐增大.

研究了铋层化合物Sr1+xBi4-xTi4-xTaxO15(x=0—1)陶瓷的介电和铁电特性.研究发现随着x值的增大,材料的居里点由540℃降到30℃左右,但材料始终具有铁电性.对于SrBi4Ti4O15陶瓷施加120kVcm的电场仍无法得到饱和的回线,此时的剩余极化和矫顽场分别约为7μCcm2和73kVcm.对于x=04—05的材料由于它们同时具有较高的居里温度300℃—360℃,较大的剩余极化7—8μCcm2和较小的矫顽场37—47kVcm,因此是一类性能较为优良的铁电材料.

测量了Nd∶YVO4和Nd∶GdVO4两种激光晶体的高温拉曼光谱.根据空间群理论指认了测定的特征谱线,依据晶格动力学理论导出了晶体热导率与积分拉曼散射强度的关系.计算了不同方向的晶体热导率,得到了与实验符合的结果.把Nd∶GdVO4晶体的高热导率归因于授主离子的质量和半径的增大,以及由此导致的晶体场效应的显著增强.

以高场作用下载流子对三角势垒的FowlerNordheim隧穿理论为基础,建立了单层有机电致发光器件中载流子输运和复合发光模型,给出了薄膜中电子空穴对的解离和复合概率及电子和空穴的密度分布.计算并讨论了外加电压和注入势垒对器件电流和复合效率的影响.

利用场发射显微镜(FEM)和四极质谱计分别研究了经过热处理的单壁碳纳米管的场发射图像和热处理过程中样品脱附的残气质谱.当热处理温度达到1000℃左右时得到了单壁碳纳米管的场发射像,此像可能是顶端开口的单根(16,0)锯齿形单壁碳纳米管的具有原子可分辨的场发射图像.四极质谱分析结果表明,在此温度范围W针尖晶粒间隙中有O原子和C原子释放出来.它们对单壁碳纳米管顶端的修饰是我们能观察到这些碳纳米管场发射像的可能原因.

改变CHF3CH4源气体流量比,使用微波电子回旋共振化学气相沉积方法(ECRCVD)制备了具有不同C—F键结构的aC:F:H薄膜,着重研究了退火对其结构的影响.结果显示薄膜的厚度及其光学带隙E04随退火温度的上升均呈现了不同程度的下降.借助于红外吸收光谱和所提出的热解模型解释了产生这种关系的结构上的根源.

讨论了在室温下用波长10.6μm的CO2连续激光制备单壁碳纳米管的工艺条件和生长机理.用大功率CO2连续激光蒸发制备单壁碳纳米管,所用激光功率400—900W,高分辨透射电镜观察表明单壁碳纳米管直径1.1—16nm,随着激光功率的增加稍微增加.本文还分别用波长为514.5nm和632.8nm激发光测量了CO2红外激光制备的单壁碳纳米管的一级和二级Raman光谱,发现在Raman特征峰的位置、强度上都存在差异.还将用CO2红外激光制备的单壁碳纳米管的Raman光谱与用YAG激光制备的单壁碳纳米管的Raman光谱进行了比较.

研究多分量胶体悬浮系统的反射理论,给出用反射理论推导转动扩散张量的方法.计算了流体力学相互作用对转动扩散张量的二体贡献和首项三体贡献.

新型X射线靶设计为:由SiO2和TiO2组成具有12个周期的一维光子晶体,在它的中间嵌入光靶材料层作为缺陷层,SiO2,TiO2和光靶层的光学厚度分别为λ4、λ4和λ2,λ为抽运激光波长.与普通平板光靶相比,当抽运光垂直照射到这种光靶时,靶层内部的光强将提高2个数量级,所以抽运激光的阈值强度将降低2个数量级,这有利于X射线激光的小型化.在同样的抽运激光照射下,X射线激光的强度将提高4个数量级,转换效率也将提高约4个数量级.由于平均电离度随抽运激光强度的提高而提高,所以采用这种光靶有利于使X射线激光向短波长推进.