太赫兹波段金属阵列结构的透射及反射宽谱偏振特性

基于计算机仿真技术(CST)软件对二维金属光栅阵列在0.1~10THz波段的偏振特性进行了数值分析,利用光刻和金属薄膜工艺在500μm厚的高阻硅衬底上沉积了20nm厚的不同结构周期的金属铜光栅阵列,利用傅里叶变换光谱仪测量了该光栅阵列的透射及反射特性。结果表明:在太赫兹宽谱范围内,该光栅阵列的透射和反射都具有良好的偏振特性,且偏振特性范围可通过调整结构周期进行调节;该研究对太赫兹偏振器的进一步研究及应用提供了参考。     

Cluster Observation of Eelectrostatic Solitary Waves around Magnetic Null Point in Thin Current Sheet

Electrostatic solitary waves （ESWs） are observed in the vicinity of the magnetic null of the widely studied magnetic reconnection taking place at the near-earth tail when current sheet becomes dramatic thinning during substorm time on 1 October 2001. We use the Imada method for the 2-D reconnection model and study the characteristics of ESWs near the X-line region and the magnetic null points. The result shows that the amplitude of the observed ESWs in the vicinity of X-line region ranges from 0.1mV/m to 5mV/m, and the amplitude is larger near the magnetic null points. The generation mechanism and the role of ESWs associated with magnetic reconnection are also discussed.     

输运与撕裂模相互作用下等离子体的时空结构

本文应用等离子体一维输运模型与撕裂模理论,对于不同的输运模型和托卡马克放电参数下撕裂模的演变进行了数值研究。结果表明,能量过程是影响等离子体宏观稳定性行为的一个不可低估的重要因素,它们与磁流体稳定性的相互影响,会使其磁流体形态构成多种时间或空间结构,等离子体温度、密度等宏观参量也将表现出不同的时空特征。 关键词：     

黑磷各向异性拉曼光谱表征及电学特性

采用机械剥离法制备出层状黑磷,通过微纳加工制备0°—360°四对对称电极并以黑磷作为沟道材料的背栅型场效应晶体管,对层状黑磷的拉曼光谱及其场效晶体管的电学输运特性进行了研究.偏振拉曼图谱结果表明,黑磷的3个特征峰强度随偏振角改变呈现180°周期变化;不同角度电极源漏电流表明,黑磷在0°(180°)扶手椅方向附近呈现最大源漏电流,均表现出黑磷各向异性特性.另外,不同电极角度栅压-源漏电流转移特性曲线表明其在45°(225°)和90°(270°)方向呈现微弱双极性,在0°(180°)和135°(315°)方向呈现空穴型输运特性.     

Optical strong coupling in hybrid metal-graphene metamaterial for terahertz sensing

We propose a terahertz hybrid metamaterial composed of subwavelength metallic slits and graphene plasmonic ribbons for sensing application. This special design can cause the interaction between the plasmon resonances of the metallic slits and graphene ribbons, giving rise to a strong coupling effect and Rabi splitting. Intricate balancing in the strong coupling region can be perturbed by the carrier concentration of graphene, which is subject to the analyte on its surface. Thereby, the detection of analyte can be reflected as a frequency shift of resonance in terahertz transmission spectra. The result shows that this sensor can achieve a theoretical detection limit of 325 electrons or holes per square micrometer. Meanwhile, it also works well as a refractive index sensor with the frequency sensitivity of 485 GHz/RIU. Our results may contribute to design of ultra-micro terahertz sensors.     

基于南昌大学高性能计算集群的磁场重联粒子模拟研究

以南昌大学自主建设的高性能计算集群为研究平台,首先采用Linpack程序对集群系统性能进行测试,分别给出了不同矩阵规模N,矩阵分块大小NB,处理器网格中水平方向的处理器数P,垂直方向处理器数Q 4种条件下的并行计算性能。利用自主开发的全粒子模拟程序进行了二维磁场重联模拟研究,计算结果表明,在磁场重联过程中,满足Kelvin-Helmholtz不稳定条件下的电子涡旋可以激发亚离子尺度磁岛,同时给出了离子尺度的磁岛发生合并的过程,证明了电子尺度动力学过程在磁场重联中的重要作用。     

伴随磁场重联哨声波的观测与统计分析

利用GEOTAIL卫星探测得到的磁场、粒子和波的数据，通过观测伴随着磁场重联的哨声波、静电孤立波、高频静电调制波等波，统计分析了地球磁尾伴随重联过程的哨声波的频率、空间位置分布等特性．结果表明：伴随磁场重联的哨声波，其频率在10～500Hz之间，在磁尾主要分布于等离子体片及其边界层．通过卫星观测结果证实：在导向磁场By较小时（By〈7nT），哨声波在磁场重联过程中起到重要的调制作用，从观测上证实了理论预测和计算机模拟结果．     

电离层对亚暴响应的GPS观测与分析

利用全球定位系统（GPS）台网数据,研究了发生于2001年4月28～29日的三次孤立亚暴事件期间全球不同区域电离层的响应形态.对比分析了不同经纬度的电离层总电子含量（QTEC）对宁静日的偏离形态,讨论了扰动的产生机制并计算了特定区域极光电集流指数（AE）与总电子含量偏移量之间的相关系数,结果表明,孤立亚暴可以引起全球性的电离层扰动,引起垂直QTEC的最大偏离可达20 TECU（1TECU=10^16e·m^-2）以上.亚暴引起的电离层扰动形态与地方时密切相关,也随纬度位置变化.在没有电离层响应相互干扰的情况下,孤立亚暴的发生与电离层扰动具有较强的线性相关性,高纬区呈负相关,中低纬区呈正相关.     

Alfven Waves in a Plasma Sheet Boundary Layer Associated with Near-Tail Magnetic Reconnection

We report observations from Geotail satellite showing that large Poynting fluxes associated with Alfven waves in the plasma sheet boundary layer （PSBL） occur in the vicinity of the near-tail reconnection region on 10 December 1996. During the period of large Poynting fluxes, Geotail also observed strong tailward plasma flows. These observations demonstrate the importance of near-tail reconnection process as the energy source of Alfven waves in the PSBL. Strong tailward （Earthward） plasma flows ought to be an important candidate in generating Alfven waves. Furthermore, the strong perturbations not only of the magnetic field but also of the electric field observed in the PSBL indicate that the PSBL plays an important role in the generation and propagation of the energy flux associated with Alfven waves.     

地球等离子体边界层扰动的小波分析方法

利用ClusterⅡ卫星的磁场数据，采用小波联合参数估计方法，研究了地球等离子体边界层磁场扰动的多尺度特征，计算了指定尺度内的等离子体边界层中扰动的相对功率，对2001年10月1日发生的磁场重联事件进行了分析．结果显示：在小尺度时间段（≈0．24～1．00s）和大尺度时间段（≈0．96～4．00s）磁场在09：40～09：50UT的扰动很强烈，而且具有间断性；在09：30UT和10：00UT时间点前也有较小的扰动．将该事件与2002年9月18日的非磁场重联事件数据分析结果比较，证实了小波参数估计能够很好地有效地快速地分析磁尾磁场数据的多尺度的扰动现象．