关于热力学和统计物理学中的负温度

近年来在与多位中学物理教师接触的过程中,只要一提到"负温度"这个名词,多数都会回答"闻所未闻",或感到迷惑和神秘莫测.为弥补这种缺陷,值此《物理通报》出版30周年之际,特献上此文供中学物理教师一阅.1问题的提出其实,早在20世纪40年代,在前苏联理论物理大师朗道及其弟子栗弗席兹合著《理论物理学》丛     

核子白旋结构的实验研究进展

本文主要介绍对核子纵向自旋结构函数的实验研究进展。首先简要介绍核子自旋结构的部分理论模型,包括朴素的部份子模型和QCD中的夸克一部份子模型,同时简要介绍标度律和标度律的破坏及其原因;接着介绍实验研究的理论基础,包括弱作用和轻子一核子的深度非弹散射中轴流的作用和几个关于核子自旋结构的求和规则和它们的QCD修正;且简要介绍深度非弹散射实验的研究方法,包括单举测量、半单举和遍举测量。最后,详细介绍实验研究进展,包括对质子和。中子的纵向自旋结构函数的测量,国际上几个主要实验室在不同的能量下,在用不同的靶、不同的束流对不同范围的Bjorken变量x和不同的四动量转移范围Q2下的实验、特点及其结果。最后简略介绍了我国实验物理工作者在该领域的国际合作组的部分工作。     

外磁场中三维混合自旋Ising系统的磁学性质

用Monte Carlo方法研究了外磁场中自旋-1与自旋-3/2混合三维Ising系统的磁性质.结果表明,系统磁矩随晶场的增强阶梯式减小,由于能量简并的解除,外磁场存在时磁矩随晶场变化的台阶数目增多.当单离子晶场DA与DB在同一台阶区域取值时,系统磁矩随外磁场的增强平缓地趋于饱和值,而当二者在不同台阶区域取值时,系统磁矩随外磁场的变化则表现出了较明显的台阶结构.单离子晶场DA与DB对于系统无序相的影响是不同的.     

(Ga,Mn)As中电流诱导自旋极化的磁光Kerr测量

在GaAs吸收带边附近, 利用磁光Kerr效应测量了(Ga,Mn)As和p-GaAs样品的电流诱导Kerr旋转谱和反射谱, 两者都呈现出Lorentz曲线形状. 电流诱导Kerr旋转角和反射率随着电流的增大而增大, Kerr角与电流的大小成正比关系, 反射率与电流的平方成正比关系. (Ga,Mn)As的Kerr旋转角比p-GaAs的大了一个数量级, 这说明Mn原子的掺杂使得电流诱导的自旋极化增强. 另外, 还测量了温度和入射光偏振方向对电流诱导Kerr旋转谱和反射谱的影响. 发现随着温度的升高, Kerr谱和反射谱均向长波方向移动, 这与GaAs带边随温度的变化是一致的.     

自旋为1/2的XY模型亚铁磁棱型链的物性和有序-无序竞争

利用不变本征算符法, 计算低温下自旋为1/2的XY模型一维亚铁磁棱型链系统的元激发谱, 讨论在此系统中不同的特殊情形下的元激发能量, 从而给出体系的三个临界磁场强度的解析解H_C1, H_C2, H_peak. 分析不同外磁场下 体系的磁化强度随温度的变化规律, 发现三个临界磁场强度的解析解H_C1, H_C2, H_peak是正确的, 并从三个元激发对磁化强度的贡献进行了说明. 低温下磁化强度随外磁场的变化呈现1/3磁化平台. 体系的磁化率随温度或者外磁场的变化都出现了双峰现象. 这说明双峰源于二聚体分子内电子自旋平行排列的铁磁交换作 用能和二聚体与单基体分子间电子自旋反平行排列的反铁磁交换作用能, 热无序能, 外磁场强度相关的自旋磁矩势能之间的竞争.     

Bi(Fe1-xMnx)O3的结构与磁性

使用快速烧结和溶胶-凝胶方法制备了Bi(Fe_1-xMnx)O₃的块材陶瓷,其x能够达到0.3,因而可以得到较细的粉末. 经X射线衍射谱和拉曼光谱研究发现其结构转变取决于锰的掺杂浓度. 当x=0.05和0.1时,Bi(Fe_1-xMnx)O₃的结构保持斜方六面体结构;当x=0.3时,Bi(Fe_1-xMnx)O₃的结构变化到正方六面体结构.在x=0.05和0.1时观测到弱铁磁性,但在x=0.3时观测到强顺磁性. 这显示了Bi(Fe_1-xMnx)O₃从反铁磁性到顺磁性的磁相变,同时也表明其结构从R3C变化到C222. 在30和140 K, x=0.05和0.1时,观察到Bi(Fe_1-xMnx)O₃的两个反常现象. 在30 K时,直流磁记忆和缓慢测量Bi(Fe_1-xMnx)O₃团族的反常现象与冷冻的旋转玻璃系统有关.     

从电动力学到量子电动力学：纳米光电子器件

纳米尺度下的光电器件的研制与米、毫米、微米尺度下电子器件或光学器件的研制在基本原理与制造技术上有本质的不同。必须采用量子电动力学和介观物理作为基本原理。在量子电动力学中,光子与电子可以相互转化,光子也可以储存在“空腔”中。光一电转换或光一电一光的转换甚至可以在远小于一个光波的尺度内实现（如100nm以下）。基于大量最新现象发现的启示与推动,产生了一种全新的光予技术：纳米光子技术。在这种全新的纳光子技术中,人们将光子电子的输运与转化联合起来进行考虑,非线性光学获得了长足的发展。微电子技术和概念被大量地推广应用于纳光子技术开发。创新型元件如集成激光器、30dB光放大器、效率为30％的1．55μm滤波器等层出不穷地涌现。纳米技术的研发为信息储存、输运和处理开辟了新的天地。进入21世纪,纳米光子技术研究日新月异。在摩尔经验规律的指导下,不断发展的微电子工业的制造精度已进入100nm领域。大规模应用纳米电子、纳米光子技术的时代已经来临。一些新型的光通讯线路已开始应用纳米光子器件。对公众而言,用于照明的LED只是一个应用实例。报告将结合法国国家纳米研究平台的研发成果来阐述纳米光子学的原理和纳米光子器件发展的趋势。     

Effects of oxygen vacancy location on the electronic structure and spin density of Co-doped rutile TiO2 dilute magnetic semiconductors

According to density functional theory （DFT） using the plane wave base and pseudo-potential, we investigate the effects of the specific location of oxygen vacancy （Vo） in a （Ti,Co）06 distorted octahedron on the spin density and magnetic properties of Co-doped rutile Ti02 dilute magnetic semiconductors. Our calculations suggest that the Vo location has a significant influence on the magnetic moment of individual Co cations. In the case where two Co atoms are separated far away from each other, when the Vo is located at the equatorial site of a Co-contained octahedron, the ground state of the two Co cations is d6（t3g↑, t23g ↓） without any magnetic moment. However, if the Vo is located at the apical site, these two Co sites have different ground states and magnetic moments. The spin densities are also observed to be modified by the exchange coupling between the Co cations and the location of Vo. Some positive spin polarization is induced around the adjacent O ions.     

嵌入La和Gd原子的Si24笼团簇的稳定性

用梯度修正自旋极化密度泛函(DFT)电子结构计算,研究了具有Th和D2d对称性包裹La和Gd原子的Si24富勒烯的稳定性.结果表明Gd@Si24具有很高的磁性而La@Si24的磁性完全猝灭.这些结果有可能导致Si基富勒烯团簇新的结构类型.     

单分子电子器件概况及其研究进展

分子电子学自诞生之日起迅速发展，已成为一门21世纪的前沿强交叉基础科学，受到了人们的广泛关注。本文概述了分子电子学的发展和研究内容，以及最新研究进展，并对今后的前景进行了展望。