氢及氘的宽区物态方程研究进展

氢是自然界最丰富的元素,是天体物理和惯性约束聚变（ICF）研究的重要对象。简要综述了国内外氢及氘宽区物态方程研究进展,特别评述了OMEGA激光装置上的最新冲击压缩实验和理论模型的对比分析情况。在以往数据分析评估基础上,利用改进的化学自由能模型、第一原理数值模拟结果及多参数物态方程模型,构建了氢的宽区物态方程,适用温度、密度范围分别为20～10⁸ K,10⁻⁷～2000 g/cm³。与已有多类实验如冲击压缩实验、静高压等温线实验、声速等实验结果对比表明,新构建的氢宽区物态方程具有较高的置信度,为天体物理、惯性约束聚变、国际热核实验堆等工程物理设计提供高精度的支撑数据。氢宽区物态方程的构建及验证方法亦可适用于其同位素氘,该方法构建的氘宽区物态方程与2019年最新发表的主雨贡纽、二次冲击雨贡纽数据的吻合程度明显优于当前国外模型。指出了未来研究需要关注的状态区域。     

稠密氘气物态方程研究

 用二级轻气炮作为加载手段,通过瞬态辐射高温计对样品氘的冲击压缩层的光谱辐射亮度历史进行测量,测得氘气中冲击波速度和冲击温度,并用离解电离平衡方程从理论上分析了冲击压缩下稠密气体的组分,理论计算的Hugoniot曲线及冲击温度和实验结果吻合。     

高温高密度氢(氘)的物态方程——离解效应研究

 高温高压下流体氢将发生离解化学反应,形成具有相互作用的氢分子和氢原子混合体系,此时粒子间的相互作用复杂。利用单组分流体近似的范德瓦尔斯混合模型,将混合物粒子间的相互作用等效为单组分粒子间相互作用,从而简化了对体系的统计热力学处理;并由自由能函数极小化确定化学平衡时各组分含量、体系的内能、压强。研究了温度在10 000 K以下、密度在0.6 g/cm³以下（相应摩尔体积大于3.3 cm³/mol）区间的热致离解和压致离解现象对流体氢（氘）状态方程的影响。所得结果与双组分流体变分理论计算以及第一原理的分子动力学模拟、蒙特卡罗模拟结果以及二级轻气炮实验数据进行了比较,它们之间的一致性表明：用单组分流体近似的范德瓦尔斯混合模型处理氢（氘）分子的离解区域的物态方程是成功的。     

氘、氦及其混合物状态方程第一原理研究

利用量子分子动力学方法对氘、氦及其混合物的状态方程进行了研究. 计算了氦在密度0.32-5 g/cm³, 温度1000-50000 K范围内的状态方程, 并与化学模型的结果进行了比较; 同时计算了冲击Hugoniot曲线, 与气炮实验的结果符合得很好. 通过计算对分布函数及态密度, 探讨了氦在高温高压下发生金属-绝缘体转变的机理. 计算了氘在密度0.19-0.84 g/cm³, 温度20-50000 K范围内的状态方程; 并计算了理论Hugoniot状态, 由于没有考虑原子的零点运动, 在低温区, 理论结果比实验值小. 对氘氦混合物的状态方程进行了研究, 计算了温度和密度区间为100-50000 K, 0.19-0.84 g/cm³, 不同混合度下的293个状态点的状态方程. 对线性混合近似进行了考查, 结果表明线性混合近似是一个粗略的近似.     

金属铝固液气完全物态方程研究

基于GRAY模型建立了金属铝的固液气三相完全物态方程,并与等温压缩线、Hugoniot线、熔化线以及零压热力学函数的实验结果进行对比,表明本物态方程可合理描述金属铝在宽广热力学空间的热力学状态.     

稠密氘和氢氘混合等离子体辐射不透明度的研究

用强平面激波对氘和氢氘等摩尔混合气体进行冲击压缩 ,产生密度约为 3.7× 10 - 3 — 7.0×10 - 3 g/cm3 等离子体.由记录的等离子体发光过程的上升前沿 ,确定了氘和氢氘等离子体光谱吸收系数随光学波长变化. Plasma is generated by passage of strong planar shock wave through gas. Initial experiments in deuterium and equal mol mixture of hydrogen and deuterium have been performed to produce plasma with 3.7×10 -3-7.0×10 -3 g/cm 3density. The variation of the opacity of the plasma with wavelength is measured by recording the risetime of the emitted light.     

T-p分布在高压物态方程中的应用

 简单讨论了T-p分布对以压力为自变量的物态方程的描述，并给出了其在自由体积模型和液体谐振子模型中的应用，得到了这些模型中的吴-经参数的具体表示式。     

Fabry-Perot干涉仪用于托卡马克等离子体氢氘比测量

本文在国内首次将Fabry-perot干涉仪用于托卡马克等离子体诊断。实验采用一台压电驱动式Fabry-perot干涉仪通过对H_α和D_α谱线轮廓的测量来推算等离子体的氢氘含量比,从而避免了在传统的氢氘比测量中因重复放电所引起的不准确性。     

Fabry－Perot干涉仪用于托卡马克等离子体氢氘比测量

本文在国内首次将Ｆａｂｒｙ—ｐｅｒｏｔ干涉仪用于托卡马克等离子体诊断。实验采用一台压电驱动式Ｆａｂｒｙ—ｐｅｒｏｔ干涉仪通过对Ｈ_α和Ｄ_α谱线轮廓的测量来推算等离子体的氢氘含量比，从而避免了在传统的氢氘比测量中因重复放电所引起的不准确性。     

红外波段超辐射发光二极管研究进展EI北大核心CSCD

超辐射发光二极管(SLD)具有高功率、宽光谱和低相干性等光学特性,在光纤通信、工业国防、生物影像和痕量气体检测等领域具有极高的应用价值。本文聚焦于SLD的输出功率与光谱宽度特性,综合评述了量子阱、量子点近红外SLD与量子级联中红外SLD的研究进展。详细介绍了InP基量子短线、混合量子点量子阱与异维量子点量子阱等新型有源结构,以及量子点掺杂与区域混杂等相关工艺技术。最后,概述了SLD的应用前景,并对SLD的潜在研究方向和技术发展应用趋势进行了展望。     

用多次冲击压缩方法研究稠密氢氦等摩尔混合气体的物态方程

采用液氮冷却以及气体增压技术，制备了～30MPa及～90K初始状态的氢、氦等摩尔混合气体样品.以二级轻气炮作为加载工具，用不同灵敏度设置的两套多通道瞬态高温计系统获得完整、清晰的稠密氢、氦混合气体多次冲击压缩过程的光谱辐射强度信号.并建立起相应的实验数据处理和分析技术，获得了5—140GPa范围内氢、氦混合气体一至五次冲击雨贡纽物态方程，以及一次、二次和四次冲击温度实验数据.流体变分理论和离解模型用来分析和解释所获得的测量结果. 关键词： 氢、氦混合气体 多次冲击压缩 光谱辐射强度历史 物态方程     

欢迎投稿北大核心CSCD

《高压物理学报》是我国高压物理领域唯一的专业性学术刊物。征稿内容为：动态及静态高压技术,人工合成新材料,高温高压下材料的力学、光、电、磁等特性以及物质微观结构的研究,动态及静态高压研究中的测试技术,高温高压下的相变,高温高压物态方程,高压地学,材料动态断裂,冲击和爆轰现象等。《高压物理学报》接受中、英文稿件。     

两维耦合腔系统中的纠缠特性EI北大核心CSCD

研究四个二能级原子与两维耦合腔的相互作用系统,其中每个腔囚禁一个二能级原子,并且原子通过单光子跃迁与腔场发生共振相互作用。利用负本征值度量两子系统间的纠缠,讨论了腔与腔之间的耦合系数变化对原子与原子之间和腔与腔之间纠缠的影响。研究结果表明,随腔与腔之间耦合系数的增大,原子与原子之间纠缠增强,腔与腔之间纠缠减弱。     

离子镀制备Cr/W混合过渡层的氢氘辐照效应研究

用双离子束镀膜方法在W基底表面制备不同厚度的Cr薄膜. 用冷场扫描电镜能谱分析仪对镀膜样品成分深度分布进行分析, 使用重离子加速器对镀膜样品进行高能、低束流的氢或氘辐照, 用扫描电镜对样品表面形貌变化进行分析, 运用粒子注入射程模拟软件SRIM对氢粒子在Cr/W双层块体中的射程进行模拟分析. 实验结果表明, 运用双离子束镀膜法能够在膜与基底的接触面区域制得Cr/W混合过渡层; 在高能、低束流的氢或氘辐照下, Cr/W混合过渡层易于使气体滞留而起泡, 双离子束制备的Cr膜层不易聚集氢或氘气体成泡.     

库仑位垒附近熔合反应的研究

利用改进的量子分子动力学研究了16?O?+?16?O库仑位垒附近的熔合反应,用连接函数的方法对体系的表面能做了改进.利用这种方法避免了非物理的核子发射,熔合截面有了明显的增加,这是因为体系的表面形变效应可以通过连接函数来体现,从而抑制了弹靶在熔合过程中非物理的核子发射.     

用于降低G.657光纤氢损的氘气处理实验研究

氢损现象是导致光纤出现附加吸收损耗的重要因素.以内包层下凹型弯曲不敏感G.657光纤为实验用光纤,分析了弯曲不敏感G.657光纤结构与衰减因素,阐述了氘气消除光纤氢敏感性机理,并设计了光纤氢损实验对氘气处理配方进行了定量数据测试.通过调整氘气的浓度和处理时长两项关键参数,得到了不同实验条件下光纤的附加衰减值.对比实验结...     

喷墨打印量子点墨水调控EI北大核心CSCD

设计了环己基苯与十八烯的双溶剂量子点墨水体系,研究了具有CdSe@ZnS/ZnS核/壳结构的绿光量子点(QDs)成膜规律及其发光特性。设计的高沸点、低表面张力的十八烯和低沸点、高表面张力的环己基苯所组成的双溶剂墨水体系增强了马兰戈尼流,减弱了量子点在像素坑边缘的沉积,实现了在像素坑中制备表面平整的量子点薄膜。研制的分辨率为240 PPI的倒置结构顶发射绿光量子点阵列发光器件启亮电压2.7 V,最高亮度132 510 cd/m^(2),最大外量子效率14.0%,为采用喷墨打印工艺制备高性能量子点电致发光点阵器件提供了借鉴。     

三维传输子量子比特中的Autler-Townes效应北大核心CSCD

我们在三维传输子量子比特系统中,通过施加与跃迁能级对应的强耦合场,同时,利用一弱探测场对系统的吸收谱进行了测量.发现在强耦合场的作用下,吸收谱会分裂成双峰,即探测到了Autler-Townes效应(ATE)现象.首先,我们利用单光子跃迁过程,测量了ATE分裂的大小和耦合场功率的关系.进一步,我们首次利用双光子跃迁过程进行了ATE的探测,分析了探测到的ATE分裂大小和耦合场的关系.我们通过QUTIP解得系统的密度矩阵,得到的理论的计算结果和实验结果十分符合.     

GaAs阴极光电发射特性北大核心CSCD

采用氧过量YOYO激活工艺对经高温清洁的砷化镓(GaAs)晶片进行激活,测量其量子效率和在激光及背景光照射下的使用寿命,得到了4.66%的量子效率;在电子枪中的实验获得了平均流强大于1mA的束流。分析了真空度、高温清洁温度、铯氧激活工艺等因素对GaAs光阴极初始量子效率和使用寿命的影响。     

闪锌矿GaN量子点中类氢杂质态的束缚能

在有效质量近似下,用变分法研究了闪锌矿GaN/AlxGa1-xN单量子点中的类氢杂质态。结果表明量子点中的杂质位置和量子点结构参数（量子点高度H、半径R及Al含量x）对施主束缚能有很大的影响。当杂质位于量子点中心时,施主束缚能 有最大值。此外,施主束缚能 随着量子点高度H（半径 ）的增大而减小,随着量子点中Al含量x的增大而增大。