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物理学报
中国物理学会，中国科学院物理研究所
物理学报

中国物理学会，中国科学院物理研究所

欧阳钟灿

半月刊

1000-3290

wulixb@aphy.iphy.ac.cn

010-82649294

100190

北京603信箱

物理学报/Journal Acta Physica SinicaCSCD北大核心CSTPCDEISCI
查看更多>>刊登物理学科各领域中原创性成果的前沿研究综述、研究快讯及研究论文。该刊以论文水平高、创新性强，发表速度快的特点，受到国内外物理学工作者的高度重视，被国际著名的SCI等17种核心检索系统收录。2004年在SCI数据库中，影响因子为1.250。该刊被引频次已连续5年居中国物理类期刊第一位，已达到国际期刊的中上水平。在中信所数据库中，该刊被引频次和影响因子已连续7年居中国物理类期刊第一位，曾多次被评为中国科学院优秀期刊一等奖，荣获首届、第二届、第三届国家期刊奖，2001年荣获中国期刊方阵“双高”（高知名度，高学术水平）期刊和2001，2002，2003，2004，2005年百种中国杰出学术期刊奖。　　　 欢迎各省、市、县图书情报界、科技教育界、高科技企业界及广大物理学工作者订阅。
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    WO3/β-Ga2O3异质结深紫外光电探测器的高温性能

    张茂林马万煜王磊刘增...
    1-9页
    查看更多>>摘要：得益于高达4.8 eV的禁带宽度,超宽禁带半导体氧化镓(Ga2O3)在深紫外探测领域具有天然的优势.考虑到光电探测器在高温领域具有十分重要的用途,本文研究了一种WO3/β-Ga2O3异质结深紫外光电探测器以及高温对其探测性能的影响.利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术制备了 Ga2O3薄膜,并采用旋涂和磁控溅射技术分别制备了 WO3薄膜和Ti/Au欧姆电极.在室温(300 K)下,该探测器的光暗电流比为3.05× 106,响应度为2.7 mA/W,探测度为1.51×1013 Jones,外量子效率为1.32％.随着温度的升高,器件的暗电流增加、光电流减少,导致上述光电探测性能的下降.为了理清高温环境下探测性能退化的内在物理机制,研究了温度对光生载流子产生-复合过程的影响,继而阐明了高温对光电流增益机制的影响.研究发现,WO3/β-Ga2O3异质结光电探测器能够在450 K的高温环境中实现稳定的自供电工作,表明全氧化物异质结探测器在恶劣探测环境中具有应用潜力.

    β-Ga2O3WO3深紫外探测高温

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    基于量子压缩感知的宽带射频信号测量

    韩彦睿李伟臧延华杨昌钢...
    10-18页
    查看更多>>摘要：随着雷达、电子战和5G通信等无线射频技术的快速发展,对宽带射频信号的测量和实时频谱表征变得越来越重要.传统射频信号实时测量技术受模数转换器采样率和数字信号处理能力的限制,存在测量带宽窄、数据量大、易受电磁干扰等问题.本文提出一种基于量子压缩感知的射频信号测量技术,使用集成电光晶体作为射频传感,通过被测射频信号调制光子波函数构建压缩感知机,实现对宽带射频信号的压缩测量,显著提升了频谱感知带宽.实验演示了工频和中频高压信号的长时间频谱监测,以及高频射频信号的实时频谱测量.在傅里叶极限频谱分辨率下,实现了 GHz量级的实时频谱分析带宽,数据压缩率达到1.7x10-5,可以满足5G无线通信、认知无线电等应用对宽带射频信号频谱测量的需求,为发展下一代宽带频谱感知技术提供了新的技术路径.

    宽带频谱测量量子压缩感知射频传感实时分析带宽

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    超冷原子动量光晶格中的非线性拓扑泵浦

    苑涛戴汉宁陈宇翱
    19-27页
    查看更多>>摘要：在拓扑系统中,探索相互作用引起的新奇的拓扑泵浦现象日益受到人们的关注,其中包括由相互作用诱导的非线性拓扑泵浦.本文提出可以利用超冷原子动量光晶格系统,有效地模拟一维非线性的非对角Aubry-André-Harper(AAH)模型,研究非线性拓扑泵浦的实验方案.首先,通过数值方法计算了一维非对角AAH模型的非线性能带结构随相互作用强度的变化,得到了非线性系统的孤子态解.然后,分析了不同相互作用强度下孤子态的拓扑输运,发现其质心的移动距离具有量子化的输运特征,由所占据能带的陈数决定,并讨论了非线性拓扑泵浦对相互作用符号的依赖性.同时还计算了在不同相互作用强度下,系统最低能带和最高能带对应陈数的分布.最后,基于7Li原子的动量光晶格实验系统,提出了一个非线性拓扑泵浦方案.本文构造了一种近似于孤子态分布的初始态并演示了其动力学演化过程,并分析了绝热演化条件对泵浦过程的影响.结果表明,在动量晶格系统中演示非线性拓扑泵浦具有可行性.本文的工作为在超冷原子系统中研究非线性拓扑泵浦提供了一个可行的途径,有助于进一步探测非线性引起的拓扑相变和边界效应.

    非线性拓扑泵浦超冷原子动量光晶格相互作用

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    S-dual模型产生的原初黑洞和次级引力波

    强琪超彭智谦郜青
    28-33页
    查看更多>>摘要：在S-dual暴涨模型中通过在非正则动能项中引入峰值函数,可产生丰度可观的原初黑洞和次级引力波.该模型分别在1012,108和105 Mpc-1对原初密度扰动的功率谱进行放大,产生了质量量级分别为10-13太阳质量、地球质量、行星质量的原初黑洞,以及峰值频率分别为毫赫兹、微赫兹、纳赫兹的次级引力波.其中在10-13太阳质量附近的原初黑洞可以解释全部的暗物质,产生的次级引力波能被未来的空间引力波探测器探测到.

    暴涨模型原初黑洞次级引力波

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    耗散诱导的非厄米边缘爆发重现

    任翠翠尹相国
    34-43页
    查看更多>>摘要：开放量子系统在一定程度上可由等效的非厄米哈密顿量来描述,因此探究非厄米系统的耗散作用有许多重要的现实意义.本文研究了开边界条件下一维非厄米系统中与耗散强度相关的动力学规律,发现耗散可诱导边缘爆发重新出现.粒子在开边界条件下的一维非厄米耗散晶格系统中进行含时演化后,系统存在边缘爆发即在边缘处有较大的粒子损失概率,而增大胞内跃迁强度后边缘爆发消失,研究发现若增大或者减小耗散强度,边缘爆发会重新出现.这种重现的与原先的边缘爆发有所不同,主要表现为粒子的损失概率分布由边缘分布趋向于体分布,这是由于两种情况下粒子运动方向的概率不同;更深层的原因与非厄米系统远离宇称-时间对称破缺点有关.另外还研究了杂质势垒对非厄米动力学中粒子损失概率分布的影响,结果表明在无耗散的A格点上放置很小的势垒就能明显地阻碍粒子运动,并且当势垒增大到一定高度后,其对粒子运动的影响趋于不变.

    一维非厄米系统耗散势垒边缘爆发

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    SnO2/ZnS异质结气体传感器的制备及其室温NO2敏感特性

    董逸蒙孙永娇侯煜晨王炳亮...
    44-51页
    查看更多>>摘要：采用水热法一步合成二维(2D)纳米片组成的SnS2/ZnS微花结构,在空气气氛中煅烧获得不同组分的微花复合结构,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和气敏特性分析仪,研究了煅烧温度对微花结构组分和气敏性能的影响.结果表明:450℃煅烧得到的SnO2/ZnS(SZ-450)微花结构的室温NO2气敏性能优于其他煅烧温度得到的微花结构,其室温下对体积分数为10-4 NO2的响应值可达27.55,响应/恢复时间为53 s/79 s,理论检测下限低至2.1×10-7(体积分数),并具有良好的选择性、重复性和稳定性.分析认为SZ-450元件优异的室温气敏特性与SnO2和ZnS之间的异质结有关,本文可为室温NO2气体传感器提供敏感材料,推动其研发及应用进程.

    SnO2/ZnS气体传感器NO2检测室温

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    中子辐照诱导钨再结晶的模拟研究

    张国帅尹超王兆繁陈泽...
    52-61页
    查看更多>>摘要：钨作为未来聚变堆偏滤器靶板的候选材料,需要长期服役在高温且受到高能中子辐照的严峻环境,这将导致钨发生中子辐照诱导再结晶,从而提高钨发生沿晶脆断的可能性,威胁偏滤器的运行安全,因此研究中子辐照诱导钨再结晶的物理机制具有重要意义.然而,与最近高通量同位素反应(HFIR)堆高温下中子辐照实验观察到的结果相比,目前考虑辐照增强再结晶驱动力效应的模型低估了中子辐照对再结晶的影响,结果表明仍有其他效应影响再结晶过程.基于此,本文在假设晶界迁移率与自体扩散系数成正比的前提下,引入辐照增强晶界迁移因子(R),建立了新的辐照诱导再结晶动力学模型.模拟结果显示,在综合考虑辐照增强再结晶驱动力和晶界迁移效应后,模型计算出的850℃下达到一半再结晶分数所需要的时间(tX=0.5)和HFIR堆中子辐照实验结果相符,这表明辐照增强晶界迁移效应是影响辐照诱导再结晶现象的重要因素之一.另外,模型研究了不同辐照温度下钨的tx=0.5.结果表明辐照与未辐照的tX=0.5差别随温度升高而逐渐下降.这是因为随着温度的升高,辐照缺陷复合加剧,辐照缺陷对再结晶驱动力的贡献下降,且热激活扩散系数增大的幅度大于辐照下扩散系数的增大幅度,所以热激活效应会逐渐主导再结晶过程.

    钨中子辐照团簇动力学辐照诱导再结晶

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    AlH分子10个Λ-S态和26个Ω态光谱性质的理论研究

    邢伟李胜周孙金锋曹旭...
    62-76页
    查看更多>>摘要：在修正了各种误差(自旋-轨道耦合效应、标量相对论效应、核价相关效应及基组截断)的基础上,本文利用内收缩的多参考组态相互作用(icMRCI)+Q方法计算了 AlH分子10个A-S态和26个Ω态的势能曲线.利用包含自旋-轨道耦合效应的icMRCI/AV6Z*理论计算了 X1Σ0++,a3Π0+,a3Π1,a3Π2和A1Π1态之间的跃迁偶极矩.计算得到的光谱常数和跃迁数据与现有的实验值符合很好.研究发现:1)A1Π1-X1Σ0++(0,0),(0,1),(0,2),(1,0),(1,1),(1,2),(1,3),(1,4)和(1,5)带Q(J")支的跃迁比较强,随着J"的增大,△v=0带的爱因斯坦A系数和振动分支比值逐渐减小,加权的吸收振子强度值逐渐增大;△v≠0带的爱因斯坦A系数、振动分支比和加权的吸收振子强度值逐渐增大;2)A1Π1态v'=0和1能级的辐射寿命随着J的增大而缓慢增大;3)AlH分子的A1Π1(v'=0和1,J'=1,+)→X1Ε0++(v"=0-3,J"=1,-)跃迁满足双原子分子激光冷却的准则,即对角化分布的振动分支比,A1Π1(v'=0和1,J'=1,+)态极短的辐射寿命,a3Π0+,a3Π1和a3Π2中间电子态不会对激光冷却产生干扰.因此,基于A1Π1(v'=0和1,J'=1,+)↔X1Σ0++(v"=0-3,J"=1,-)循环跃迁,本文提出了激光冷却AlH分子的可行性方案,冷却时使用四束可见光波段的泵浦激光就可以散射2.541 × 104个光子,这足以冷却到超冷温度,并且主跃迁的多普勒温度和回弹温度为μK量级.

    势能曲线光谱常数自旋-轨道耦合跃迁偶极矩跃迁数据

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    空间非均匀激光场驱动的原子非次序双电离

    李盈傧张可陈红梅康帅杰...
    77-85页
    查看更多>>摘要：利用三维经典系综模型,研究空间非均匀激光场驱动的氙原子非次序双电离,并对比了空间均匀激光场的情况.结果显示,波长较短时,空间非均匀激光场与空间均匀激光场的非次序双电离的产率较为相近.随着波长的增大,较高激光强度时空间非均匀激光场下非次序双电离受到越来越明显的抑制.相比于空间均匀激光场,空间非均匀激光场下非次序双电离两电子的末态发射角表现出更强烈的关联特性,特别在较大的激光波长下,两电子的末态发射角几乎全部集中在0.附近,这意味着两电子往往是平行发射到相同方向.此外,波长由近红外增大到中红外时,空间非均匀激光场下非次序双电离的有效再碰撞均由第1个电子的第1次返回主导,而空间均匀激光场下则呈现由第1次返回主导到第2次返回主导的转变.进一步,通过反演分析非次序双电离的经典轨迹,揭示了空间非均匀激光场下关联电子超快动力学过程的更多细节.

    非次序双电离空间非均匀激光场电子关联

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    质子碰撞硼原子非辐射的电荷转移过程

    朱宇豪袁翔吴勇王建国...
    86-93页
    查看更多>>摘要：重粒子碰撞中的电子转移涉及复杂的电子关联机制,极大地影响等离子体中电荷态平衡,也是X射线的辐射的重要来源之一.电子转移截面与速率系数是国防工业发展核聚变等离子体所需要的重要原子参数.基于全量子的非辐射分子轨道密耦合方法,系统研究了质子碰撞硼原子在10-3-103 eV/u能量区间内的硼原子电子转移过程.计算采用多参考组态方法得到总共15个电子转移、激发以及弹性散射的通道,每个通道对应的分子态能量得到了与实验符合较好的结果.分子态的绝热势能曲线间的避免交叉现象明显,构成了电子转移的主要途径.计算发现,质子碰撞硼原子过程中2s轨道的电子转移是占主导地位,2p轨道的电子转移贡献较小.在低能区,电子转移截面出现了明显的量子共振现象,这些共振主要来源于不同能量通道的耦合.此外,还计算了不同温度下的质子碰撞硼原子的电子转移速率,该速率可为复杂等离子体环境的模拟诊断提供重要的原子参数支持.

    电子转移重粒子碰撞势能曲线

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