位错动力学与系统的全局分叉

在位错动力学的Seeger方程基础上，引入周期场作用，把位错运动方程化为具有硬弹簧特性的Duffing方程，并利用多尺度法分析了系统的动力学特征，利用Melnikov方法讨论了系统的全局分叉和系统进入混沌状态的可能途径.结果表明，当δ/α一定，Ω不断减小时，系统逐渐向临界状态接近，然后经过无限次级联分叉进入混沌状态. 关键词： 位错 分叉 超晶格 非线性     

带电粒子同超晶格的相互作用与系统的混沌行为

把超晶格“折沟道”对粒子的作用等效为形状相似的弱周期调制. 利用正弦平方势把粒子运动方程化为具有外周期弱调制的非线性微分方程，并利用Melnikov 方法分析了系统出现Smale 马蹄的临界条件. 预言了带电粒子同超晶格相互作用过程中, 系统可能出现的混沌行为, 为半导体超晶格材料的制备和半导体超晶格光磁电效应的研究提供了基本的理论分析. 关键词： 超晶格 非线性 微分方程 混沌     

Lindhard势与弯晶摆动场辐射的动力学稳定性

在经典力学框架内和偶极近似下,引入Lindhard势,把粒子运动方程转化为具有硬弹簧特性的达芬(Duffing)方程,利用多尺度法分析了系统的主共振和超共振;讨论了粒子在共振线附近运动的非线性行为;导出了系统的临界参数ac及满足系统稳定的条件。由于系统的临界条件与它的物理参数有关,只需这些参数适当,系统的不稳定性就可以原则上避免,从而保证系统能够稳定地输出晶体摆动场辐射,为寻找X激光或γ激光提供进一步理论分析。     

一类非线性相对转动系统的组合共振分岔与混沌

研究一类具有异宿轨道的非线性相对转动系统的分岔与混沌运动. 应用耗散系统的拉格朗日方程建立一类组合谐波激励作用下非线性相对转动系统的动力学方程. 利用多尺度法求解相对转动系统发生组合共振时满足的分岔响应方程并进行奇异性分析, 得到了系统稳态响应的转迁集. 根据相对转动系统异宿轨道参数方程, 求解了异宿轨道的Melnikov函数, 并给出了系统发生Smale马蹄变换意义下混沌的临界条件. 最后采用数值方法, 通过分岔图, 最大Lyapunov指数图, 相轨迹图和庞加莱截面图研究系统参数对混沌运动的影响.     

形(应)变超晶格的退道效应与系统的全局分叉

把超晶格"折沟道"对粒子的作用等效为形状相似的弱周期调制.利用正弦平方势把粒子运动方程化为具有外周期弱调制的非线性微分方程,导出了退道系数与晶格畸变的关系.利用多尺度法研究了系统的主共振和子共振,并利用Melnikov方法分析了系统的全局分叉和出现Smale马蹄的临界条件. The effect of deflected channel on particle motion is equivalent to modulation with a weak potential having a periodic same as the deflected channel has. The motion equation of a particle has been reduced to the nonlinear differential equation with a weak periodic modulation by using sine squared potential. The dechanneling fraction has been derived for a strained superlattice. The main resonance and sub resonance have been inverstigated by using multi scale method, a global bifurcation and the critic...     

剪切应变下刃型位错的滑移机理的晶体相场模拟

针对刃型位错的滑移运动, 构建包含外力场与晶格原子密度耦合作用的体系自由能密度函数, 建立剪切应变作用体系的晶体相场模型. 模拟了双相双晶体系的位错攀移和滑移运动, 计算了位错滑移的Peierls势垒和滑移速度. 结果表明: 施加较大的剪切应变率作用, 体系能量变化为单调光滑曲线, 位错以恒定速度做连续运动, 具有刚性运动特征; 剪切应变率较小时, 体系能量变化出现周期波动特征, 位错运动是处于低速不连续运动状态, 运动出现周期“颠簸”式滑移运动, 具有黏滞运动特征; 位错启动运动, 存在临界的势垒. 位错启动攀移运动的Peierls势垒要比启动滑移Peierls势垒大几倍. 位错攀移和滑移运动特征与实验结果相符合.     

Lindhard势与形变超晶格系统的共振现

假设超晶格“折沟道”对粒子的作用等效为形状相似的周期调制; 利用Lindhard 展开势, 并在小振幅近似下, 将面沟道粒子的运动行为化为了具有硬特性的弹簧振子。 利用多重尺度法分析了共振线附近的粒子运动行为, 讨论了系统的主共振、 子共振和超共振。 计算了超晶格“折沟道”临界斜率与系统参数之间的关系, 为研究超晶格光磁电效应提供了理论分析。It is assumed that a periodic modulation is equivalent to the deflected channel of the superlattice. In the small amplitude approximation the particle motion equation has been reduced to the Duffing equation with a hard-spring properties by using Lindhard expanded potential. The main resonance, the sub-harmonic resonance and the super-harmonic resonance have been analysed by the multi-scale technique. The critical parameter of the deflected channelling has been calculated, the results provided a theory analyse for the photo-magneto-electric effects of the superlattice.      

应变弛豫InGaAs/GaAs超晶格的X射线双晶衍射及形貌研究

应用X射线双晶衍射及双晶形貌术,对应变弛豫的InGaAs/GaAs超晶格作了研究,通过对双晶衍射摇摆曲线的计算机模拟,得到了超晶格的结构,应变弛豫机制,弛豫比,超晶格层与衬底的取向差等重要参数。从双晶形貌,得到了超晶格与衬底界面处和超晶格中的位错分布。 关键词：     

晶体摆动场辐射系统的全局分叉与混沌行为

引入正弦平方势,在经典力学框架内和偶极近似下,考虑到运动阻尼和非线性影响,把粒子在晶体摆动场中的运动方程化为具有阻尼项和受迫项的广义摆方程.利用Jacob椭圆函数和椭圆积分分析了无扰动系统的相平面特征,并解析地给出了系统的解和粒子振动周期; 进一步利用Melnikov方法分析相平面上三类轨道的分叉性质和进入Smale马蹄意义下的混沌行为,找到系统的全局分叉与系统进入混沌的临界条件.结果表明,系统的临界条件与它的物理参数有关,只需适当调节这些参数就可以原则上避免、抑制分叉或混沌的出现.     

一类含时变间隙的强非线性相对转动系统分岔和混沌

建立一类具有时变间隙的两质量相对转动系统的强非线性动力学方程.应用MLP方法求解出变换参数,并运用多尺度法求解该系统发生1/2亚谐共振时的分岔响应方程,采用奇异性理论分析得到系统稳态响应的转迁集,并且得到系统在非自治情形下的分岔特性以及系统的分岔形态.最后通过数值仿真得到系统在间隙和阻尼参数变化下的分岔和混沌行为,发现随着系统参数变化系统将出现周期运动、倍周期运动以及混沌等多种不同的运动形态.     

正弦平方势与掺杂超晶格双稳态系统的全局分叉

掺杂超晶格是对同一材料交替掺入n-型和p-型杂质,形成n-i-p-i-n-i-p-i…一维阵列的周期结构。由于交替掺杂,衬底材料的导带受到周期调制形成一个个十分类似于正弦平方形式的量子阱。引入正弦平方势,在经典力学框架内,把粒子的运动方程化为具有阻尼项和受迫项的广义摆方程。用Jacobian椭圆函数和第一类全椭圆积分找到了无扰动系统的解和粒子振动周期,利用Melnikov方法分析了系统的全局分叉与Smale马蹄变换意义上的混沌行为,给出了系统通过级联分叉进入混沌的临界值。结果表明,对于异宿轨道,当参数满足条件 ＜πsech 时,系统出现了Smale马蹄变换意义上的混沌振荡。对于振荡型周期轨道,当参数满足条件 ＜πsech 时,产生了奇阶振荡型次谐分叉。注意到系统进入混沌的临界条件与它的参数有关,只需适当调节这些参数就可以避免或控制混沌,为光学双稳态器件的设计提供了理论分析。     

Small amplitude approximation and stabilities for dislocation motion in a superlattice

Starting from the traveling wave solution, in small amplitude approximation, the Sine-Gordon equation can be re- duced to a generalized Duffing equation to describe the dislocation motion in a superlattice, and the phase plane properties of the system phase plane are described in the absence of an applied field. The stabilities are also discussed in the presence of an applied field. It is pointed out that the separatrix orbit describing the dislocation motion as the kink wave may transfer the energy along the dislocation line, keep its form unchanged, and reveal the soliton wave properties of the dislocation motion. It is stressed that the dislocation motion process is the energy transfer and release process, and the system is stable when its energy is minimum.     

超晶格量子阱作为光学双稳态器件的相平面特征及其稳定性

辐射强度与量子阱沟道的接受度有关,而接受度的大小则直接取决于量子阱宽度、深度以及电子束流的品质等因素.电子束可以用离子注入机或加速器提供,也可以用电压偏置的方法来获得.利用加速器理论中的相平面分析方法,分析了这种双稳态系统的相平面特征及其稳定性.引入正弦平方势,在经典力学框架内和电压偏置情况下,把粒子运动方程化为具有固定力矩的摆方程,用Jacobian椭圆函数和第一类椭圆积分解析地给出了无扰动系统的解和振动周期,并用数值方法分析了扰动情况下的相平面特征和系统的稳定性.为超晶格量子阱光学双稳态器件的设计提供了基本的理论分析.     

双频激励下超晶格系统的混沌行为

假设超晶格“折沟道”对粒子的作用等效为形状相似的周期调制; 引入正弦平方势, 在小振幅近似下, 把粒子运动方程化为具有双频激励的Duffing方程。 用Melnikov方法分析了系统的混沌行为。 结果表明, 当外场为双频激励时, 系统将存在不同的次谐和超次谐分叉序列。 由于系统的混沌行为与系统参数有关, 于是, 只需控制材料组分、 或掺杂浓度, 就可望达到避免或控制混沌的目的, 为半导体超晶格的制备及其光磁电效应提供了理论分析。     

形(应)变超晶格的沟道效应与系统的相平面特征

利用正弦平方势,把粒子运动方程化为具有δ力矩的摆方程.分析了无扰动系统的相平面特征,计算了扰动系统的退道效应.讨论了退道系数与晶格形变之间的关系.The particle motion equation has been reduced to the pendulum equation with a δ moment by using sine squared potential. The phase planar characteristics have been analysed for a non perturbed systeam . The dechanneling effects have been calculated numerically for a perturbed system. The relationship between the dechanneling fraction and superlattice deformation in resonance has been discussed.     

引入反比相关双曲余弦平方势描述超晶格量子阱的电子跃迁

 鉴于“方形”势阱过于简单和理想，引入了反比相关双曲余弦平方势描述超晶格量子阱中的电子运动行为。在量子力学框架内，把电子的Schrodinger方程化为了超几何方程, 并以Ga^1-xAl^xAs-GaAs- Ga^1-xAl^xAs量子阱为例计算了电子的带内跃迁和带间跃迁。结果表明，能级数目和跃迁能量与阱深、阱宽等系统参数有关，只需适当调节这些参数就可望实现对超晶格量子阱光电特征的调节与控制。