湍流边界层近壁区相干结构的动力学模型

应用湍流边界层近壁区单个相干结构的理论模型, 通过数值模拟的方法研究了两个相干结构的相互影响, 解释了出现低速条纹的原因.     

La0.7-xGdxSr0.3MnO3体系的输运行为

研究了La位Gd掺杂对La_0.7-xGd_xSr_0.3MnO₃ ( x = 0.00, 0.10, 0.15, 0.20, 0.30, 0.40, 0.50, 0.60, 0.70)体系的电输运性质和磁阻效应的影响. 实验结果表明: 高掺杂时的输运性质发生异常, 在x= 0.50时, 发现了在ABO₃结构中很少出现过的在T_c附近发生绝缘-金属相变之后又发生从金属到绝缘相变的现象; 对x = 0.60, 0.70体系在远离T_c的温区就表现为绝缘体. 这些反常行为归因于不同的磁背景, 即体系由长程铁磁有序向自旋团簇玻璃态、反铁磁状态转变.     

带电杂质对磁场中3个电子量子点的影响

研究了在磁场B中受杂质影响的二维3个电子量子点基态的特性. 杂质被固定在z轴上且与量子点平面的距离为d. 计算了基态角动量L₀和自旋S₀随B和d的演化, 归纳结果于(L₀, S₀)相图中, 而且探讨了电子的空间分布(量子点的大小、几何结构)和光吸收. (L₀, S₀)图表明: 当d和(或)B变化时, L₀和S₀能够发生跃迁. 我们发现由于对称性限制, 每种对称几何结构只能访问具有特定L₀和S₀的一组态.     

Nd0.5Sr0.5Mn1−x(Gax, Tix)O3 体系中的电荷有序与自旋有序

通过磁化强度和电子自旋共振（ESR）测量，研究了Nd_0.5Sr_0.5Mn_1−x(Ga_x, Ti_x)O₃(0.04≤x≤0.4)体系的磁特性.发现用少量Ti替代Mn就完全破坏了系统的电荷有序(CO)相,并诱导出团簇自旋玻璃相,这显示了一个CO的坍塌和自旋有序(SO)相增强的过程.然而,用Ga替代Mn将导致系统CO 相的融化.研究还发现,随着Ga替代的增加,CO相逐渐被抑制,但残留的CO相总是存在;而且在低温区反铁磁(AFM)CO相和铁磁(FM)SO共存.此外,我们还观察到磁化强度-温度(M-T)曲线中磁化强度的急剧上升,并把这个反常现象归因于CO区域内从倾斜的AFM SO到FM SO的相变.     

二维Coulomb散射的|m|分波处理与Regge极点

研究了二维Coulomb散射的对称性和|m|分波分析. 作为能量E的函数, 把|m|分波散射波幅f _|m|(q)解析延拓到负E(复k)平面, 发现束缚能量本征值(E < 0)恰好位于f_|m|(q)在正虚k轴上的极点. 此外, 作为|m|的函数, 把f_|m|(q)解析延拓到复|m|平面, 发现束缚能量本征值正好处于f _|m|(q )在正实|m|轴上的极点.     

深过冷条件下三元共晶的快速生长

采用熔融玻璃净化方法进行了大体积Ag_42.4Cu_21.6Sb₃₆三元共晶合金的深过冷实验, 获得最大过冷度为114 K(0.16 T_E). 发现在深过冷非平衡条件下三元共晶由ε(Ag₃Sb), (Sb)和θ(Cu₂Sb)三相组成, 而不是平衡相图中预期的(Ag), (Sb)和θ(Cu₂Sb)相. 小过冷条件下, 合金的凝固组织是初生θ相、(ε+θ)和(ε+Sb)二相共晶以及规则(ε+θ+Sb)三元共晶并存的混合形态. 随着过冷度的增大, 初生相和二相共晶逐渐消失, 而且三元共晶发生从规则共晶向不规则共晶的生长形态转变. 当过冷度超过102 K时, 不规则(ε+θ+Sb)三元共晶成为惟一的组织生长形态. 3个共晶相之间发生的竞争形核与生长是出现复杂生长形态的主要原因. 实验与理论计算结果表明, 金属间化合物θ相是领先形核相.     

汤川势的束缚态和临界行为

用两种算法研究汤川势V(r) = -λexp(-αr)/r的束缚态: 一种是用解Schrödinger方程数值计算方法, 另一种是我们提出的Monte Carlo-Hamiltonian法. 此系统有一临界参数α=α_c, 大于此值系统就不存在束缚态. 我们研究α_c对λ和角动量量子数l的依赖关系, 发现在原子单位下, α_c(l) =λ[A₁exp(-l/B₁) + A₂(-l/B₂)], 其中A₁= 1.020(18), B₁ = 0.443(14), A₂ = 0.170(17), B₂ = 2.490(180).     

用激光分子束外延在Si衬底上外延生长La1-xSrxMnO3单晶薄膜

采用SrO和SrTiO3作为缓冲层, 用激光分子束外延在Si (100)衬底上成功地外延生长出La_1-xSr_xMnO₃ (x=0.1, 0.2, 0.3) (LSMO)单晶薄膜. 锐而清晰的反射式高能电子衍射仪 (RHEED)的衍射条纹和持久的RHEED强度振荡, 表明LSMO薄膜是很好的二维层状外延生长. X射线衍射和高分辨透射电镜分析结果证明, 在Si基底上获得了很好外延生长的LSMO薄膜, LSMO薄膜为C取向的单晶薄膜. 并在室温条件下观测到很好的LSMO/Si p-n结I-V整流特性.     

基于CCCⅡ的n阶电流模式跳耦结构滤波器设计

 提出了一种基于CCCII的n阶电流模式跳耦结构滤波器系数匹配设计方法.通过定义一个从滤波器的输入到第j阶积分器输出的传输函数H_j(s)(I_o(j)/I_in),可以方便地求出全极点和含任意传输零点的跳耦结构滤波器的传输函数H(s),并与给定的传输函数H_d(s)的分子、分母系数进行匹配,从而求出滤波器的各个参数.该方法使滤波电路参数设计简单容易,并以四阶巴特沃斯低通跳耦结构滤波器为例进行了参数设计和PSPICE模拟.     

Y2Fe17-xCrx的结构和居里温度

利用准第一原理原子间相互作用势对Y₂Fe_17-xCr_x的结构进行了原子级模拟. 并研究了Cr原子在Y₂Fe₁₇结构中的择优占位行为, 结果表明Cr原子择优占据4f,12j晶位. 在Cr原子择优代位的基础上, 详细计算了Y₂Fe_17-xCr_x的晶体结构, 原子晶位和晶格常数, 这些都与实验结果吻合很好. 进一步计算了弛豫结构的态密度, 并利用自旋波理论对居里温度的先升后降的行为进行定性解释. 上述结果表明了第一原理原子间相互作用势在研究此类化合物的有效性.     

近金属表面的Rydberg氢原子的动力学性质

用相空间分析方法和闭合轨道理论研究了近金属表面氢Rydberg原子的动力学性质. 由氢Rydberg原子与金属表面相互作用的Hamilton量, 通过坐标变换发现, 电子运动的相空间可以分为振动区和转动区, 从Poincaré截面和闭合轨道都能很清楚地说明这一点. 选取主量子数n = 20的氢原子, 其动力学行为敏感地依赖于原子与金属表面间的距离 d: 在d较大时, 原子与金属表面间的相互作用表现为经典的van der Waals力, 系统是可积的; d变小时, 存在一个临界值d_c. 当d>d_c时, 系统是近可积的, 接近于规则运动; d<d_c时, 系统是不可积的, 运动是混沌的, 轨道是不稳定的, 电子有可能被金属表面俘获.     

铀与氢气的反应动力学

运用相对论有效原子实模型RECP和B3LYP方法计算了UH和UH₂的结构. 并在此基础上, 利用多体项展式理论方法, 导出三原子分子UH₂的解析势能函数. 根据UH₂势能函数, 采用准经典的Monte-Carlo轨线法研究了U+H₂体系的碰撞过程. 依据反应截面与能量之间的关系, 指出U+H₂(v = j = 0)是无阈能反应, 主要生成UH₂, 而反应H+UH(v = j = 0)生成UH₂的反应截面相对来说要小得多, 可以忽略. 如此证明铀与氢气反应生成UH3的中间产物是UH₂, 而不是UH. 这些结果为金属铀的抗氢化腐蚀研究提供了理论基础.     

氢化非晶硅薄膜红外透射谱与氢含量

研究了用氢化非晶硅薄膜红外透射谱的摇摆模和伸缩模计算氢含量的两种方法, 分析了这两种方法在计算薄膜氢含量时引起差别的原因. 理论推导及实验结果表明, 若将SiH₂和(SiH₂)_n含量大小用结构因子F=(I₈₄₀+I₈₈₀)/I₂₀₀₀来表示, 则在F值较小的情况下, 薄膜折射率接近3.4或拟合厚度值d=0.71~0.89 μm时, 两种计算方法得到的氢含量很接近. 研究还发现, 制备工艺对薄膜的键结构及组分有很大的影响, 不同的制备方法薄膜中形成的SiH₂和(SiH₂)_n含量不同, F值大的样品均匀性差(表现为这些样品实测厚度值与拟合厚度值有较大的差异); 同时在这种情况下, 两种方法计算得到它们的氢含量值相差较大, 但CAT CVD辅助MWECR CVD制备方法, 能有效地抑制SiH₂和(SiH₂)_n的形成.     

沟槽壁湍流减阻机理的氢气泡流动显示及数字图像分析

应用氢气泡流动显示和数字图像处理技术,对微型沟槽壁面平板湍流边界层的减阻机理进行了实验研究.对开口循环水槽中沟槽壁面及光滑平板壁面湍流边界层近壁区高低速条带流动结构及其猝发现象进行了氢气泡流动显示,应用"帧间比较"定量分析方法,获得了水平平面内流向脉动速度、展向脉动速度的平面分布,并对沟槽壁面和平板壁面近壁面区域湍流相干结构的氢气泡流动显示图像进行了比较分析,根据流向脉动速度、展向脉动速度的平面分布分析了沟槽壁面及光滑平板壁面湍流边界层近壁区高低速条带结构的展向尺度特征,从壁湍流相干结构控制的角度研究了沟槽壁面平板湍流边界层的减阻机理.     

Tb0.3Dy0.7(Fe0.9T0.1)1.95合金的结构、磁致伸缩和Mössbauer研究

系统研究了室温下Tb_0.3Dy_0.7(Fe_0.9T_0.1)_1.95 (T = Mn, Fe, Co, B, Al, Ga)合金中ⅢA族金属和过渡金属元素T替代Fe对晶体结构、磁致伸缩、内禀磁致伸缩、自旋重取向的影响. 结果发现, 不同金属T替代Fe, Tb_0.3Dy_0.7(Fe_0.9T_0.1)_1.95合金具有相同的MgCu₂型立方Laves相结构. ⅢA族金属B, Al, Ga替代使磁致伸缩λ_s下降幅度较大, 同时发现Al, Ga替代使磁致伸缩容易饱和, 表明Al, Ga替代可降低 Tb_0.3Dy_0.7(Fe_1-xT_x)_1.95合金的磁晶各向异性, 而过渡金属Mn, Co替代Fe使Tb_0.3Dy_0.7(Fe_1-xT_x)_1.95合金磁致伸缩λ_s 下降幅度较小; 不同替代金属元素, 对内禀磁致伸缩l111有不同的影响. Mössbauer 效应表明, Al, Ga 替代使 Tb_0.3Dy_0.7(Fe_0.9T_0.1)_1.95合金的易磁化方向在{110}面逐渐偏离了立方晶体的主对称轴, 即自旋重取向, B, Mn, Co替代未使易磁化轴发生明显转动.     

双奇核182Au高自旋态能级结构及旋称反转

利用¹⁵²Sm(³⁵Cl, 5nγ)¹⁸²Au核反应产生并研究了双奇核¹⁸²Au的高自旋态, 首次建立了双奇核¹⁸²Au基于πh_9/2 Äνi_13/2和πi_13/2 Äνi_13/2准粒子组态上的转动带能级纲图, 发现在低自旋区, 两个转动带能级均出现旋称反转. 用推转壳模型对¹⁸²Au的转动带能级进行了理论研究, 发现当采用形变和对力自洽计算后, 从理论上可以定性地解释¹⁸²Au核中两个转动带出现的旋称反转现象.     

电场、应力和环境对PZT-5铁电陶瓷断裂的耦合作用

用单边缺口试样研究了电场、应力和环境对极化PZT-5铁电陶瓷断裂的耦合作用; 即研究了电场对断裂韧性和硅油中应力腐蚀门槛值的影响, 以及应力对恒电场下滞后断裂门槛电场的影响. 结果表明, 在硅油中加正、负电场均能发生滞后断裂, 电致滞后断裂门槛电场E_DF大约是电致瞬时断裂临界电场EF的70％. 正、负电场均使断裂韧性K_IC下降, 归一化表观断裂韧性K_IC(E)/K_IC随归一化电场E/E_F线性下降, 且和电场符号无关, 即K_IC(E)/K_IC=0.965&#8722;0.951E/E_F. 正、负电场均使硅油中应力腐蚀门槛应力强度因子K_ISCC下降, 归一化应力腐蚀表观门槛值K_ISCC(E)/K_ISCC随归一化电场E/E_DF线性下降, 且和电场符号无关, 即K_ISCC(E)/K_ISCC=1.05&#8722;1.01E/E_DF. 外应力能使正、负恒电场引起的电致滞后断裂门槛电场EDF下降, 归一化门槛电场E_DF(K_I)/E_DF随归一化应力强度因子K_I/K_ISCC线性下降, 即E_DF(K_I)/E_DF=0.988&#8722;1.06K_I/K_ISCC.     

LiF修饰阴极的双层有机电致发光器件发光效率

考虑LiF绝缘缓冲层对电子注入势垒的影响, 给出了LiF/金属复合电极注入势垒的表达式; 基于载流子的注入和复合过程, 建立了双层有机电致发光器件发光效率的理论模型; 讨论了器件效率随电压、注入势垒、内界面势垒、有机层厚度的变化关系. 结果表明: (ⅰ) 当δ_e/δ_h < 2时, 金属/有机物(M/O)界面属于欧姆接触, 当δ_e/δ_h = 2时, M/O界面成为接触限制, 当δ_e/δ_h = 2(Φ_h ≈ 0.2 eV, Φ_e ≈ 0.3 eV)时, M/O界面存在从欧姆接触向接触限制的转变; (ⅱ) η_EL随δ'_e/δ'_h的增大而减小, 但δ'_e/δ'_h>2.5 (H'_h ≈0.2 eV,H'_e >0.4 eV), η_EL的变化趋势变得平缓, 这时载流子注入对器件的η_EL起支配作用; (ⅲ) 逐渐增加L_h/L比值, 较低电压下hR呈下降趋势, 较高电压下η_R则呈上升趋势. 当电压超过启动电压后, 对于给定的L_h/L, 随电压的增大, η_EL是先增加后降低, 且随着L_h/L的增加, η_EL的这种变化趋势更加明显. 这些都与报道的理论及实验结果相符.     

三量子位Heisenberg XXX链中杂质对

研究了含杂质三量子位Heisenberg XXX链中的纠缠现象, 并给出了纠缠C的解析表达式. 结果发现对杂质格点与正常格点间的纠缠, C只存在于J₁ > J(当J > 0时)和J₁ > 0(当J < 0时)两个区域, 且在这两个区域内纠缠C和纠缠存在的临界温度T_c均随着J₁的增大而增大; 当J₁ >> | J |时, C = 0.5, T_c = 3.41448 J₁. 对正常格点间的纠缠, C只存在于J > 0且-2 J < J₁ < J, 在该区域内随着J₁的增大, 纠缠C和纠缠存在的临界温度T_c均先增大而后逐渐减小为零, 当J₁ = 0时它们分别达到最大值C_max = (e^4J/T - 3)/(e^4J/T + 3)和T_cmax = 4J/ln3.     

非晶态合金形成过程尺寸效应、合金化效应的模拟

用quantum Sutton-Chen 多体势对Ag₆Cu₄和CuNi液态金属凝固过程进行了分子动力学模拟研究, 在冷却速率为2×10¹² K/s时, 通过键型分析, 证实CuNi形成fcc晶体结构, 而Ag₆Cu₄则形成了非晶态结构. 其原因在于AgCu中原子半径之比(为1.130)较CuNi中原子半径之比(为1.025)大, 显示出原子的尺寸差别的确是非晶态合金形成的一个主要影响因素. 而对Ag_xCu_1-x在冷却速率为2×10¹² K/s凝固过程的模拟, 发现对应于二元相图深共晶成分处, 最容易得到非晶态合金, 证实了合金化效应对非晶态合金的形成倾向和稳定性的关键作用. 此外,采用键型指数法和原子成团类型指数法对微观结构组态变化的分析, 不仅能说明二十面体结构在非晶态合金形成和稳定性中所起的关键作用, 且有助于对液态金属的凝固过程、非晶态结构特征的进一步理解.