准静态颗粒介质的弹性势能弛豫分析

颗粒体系是典型的多体相互作用体系, 具有多重的能量亚稳态. 对于准静态颗粒体系, 引入构型颗粒温度T_c描述弹性势能涨落. 本文认为平衡的体系具有一定的构型颗粒温度T_a, 其量值反映了其结构特征. 当外界扰动激发的构型颗粒温度超出T_a时, 产生不可逆过程. 通过对应力松弛过程的分析, 发现(T_c-T_a)激发了弹性弛豫, 且(T_c-T_a)越大则松弛过程中应力变化越大, 最终构型颗粒温度T_c→T_a时,宏观应力松弛结束,体系达到新的能量亚稳态.     

基于自旋亚稳态的零场冷交换偏置研究

磁性材料中自旋亚稳态的存在往往会使体系中出现新奇的物理现象,例如磁跳变、变磁相变、斯格明子等.本文从亚稳态和自发交换偏置的研究现状出发,介绍了基于自旋亚稳态设计、构建自发交换偏置新体系的思路和研究方法,力图以此激发学生的创新思维,同时为相关领域的科研人员提供借鉴.     

双组分玻色-爱因斯坦凝聚体中亚稳态存在条件及其寿命

本文对双势阱中凝聚的冷原子通过约瑟夫森结隧穿时所形成的亚稳态进行研究.通过介观自旋算符建立了体系的精确量子相位模型,利用对量子自旋的势场描述给出了在两阱中振荡的原子之间相位差为时,即亚稳态时所要满足的物理条件,并用瞬子方法计算了该亚稳态存在的寿命.     

[111]晶向银纳米杆结构稳定性的分子动力学研究

采用三维分子动力学模拟方法和Finnis-Sinclair型多体势,以[111]晶向银纳米杆为研究对象,模拟研究不同尺寸纳米杆在不同温度弛豫过程中的动态平衡变化过程,分析研究弛豫后银纳米杆的稳态结构变化、平均势能的变化及其在不同时刻结构的演变过程.结果表明,温度对银纳米杆结构稳定性将产生重大影响,银纳米杆存在一临界失稳温度,当温度小于临界失稳温度时,体系保持完好线状晶态,当温度大于临界失稳温度小于熔点时,体系坍塌熔化后发生重结晶,体系形成由(111)和(100)面围成的多面体;随银纳米杆截面尺寸增大,其临界失稳温度、熔点均增大,当截面尺寸大于2 nm时,临界失稳温度趋近于熔点,失稳现象只在一很窄温度区域内存在.     

有限尺寸胶体体系的二维结晶

从工业上的大尺寸晶体生长到实验室中受限小体系的结晶,结晶是普遍存在的物理现象,也一直是物理学中的重要研究课题.与大尺度结晶相变的研究相比,对于有限小尺度体系结晶过程的研究相对较少.本文通过设计具有吸引相互作用的胶体体系,在实验上研究了有限小尺寸胶体体系的二维结晶相变.通过计算和分析径向分布函数、泰森多边形以及取向序参量,发现有限小尺寸体系的结晶过程是从中央高密度区域开始,随着结晶的进行,周围液相减小而晶相增加,最后完全转变为晶态的过程.体系结晶速率呈现两个阶段:在结晶初期中央区域是高密度的亚稳态液体,会降低结晶自由能能垒,使得体系快速结晶;随后晶相长大,亚稳态液体消失,体系结晶速率变慢.此外,通过统计有序度参量的分布发现:在结晶过程中,序参量出现双峰分布,分别对应液相和晶相,与大尺度胶体体系的二维结晶行为一致,说明序参量分布的变化规律是二维结晶相变的重要特征.     

亚稳态γ-Mn与GaAs(100)界面的形成:扩散和化学反应

利用低能电子衍射、电子能量损失谱和X射线电子能谱,对亚稳态了γ-Mn在清洁、有序的GaAs(100)表面的淀积过程进行了研究.研究结果表明,淀积初期锰的生长是层状的.在生长过程中界面发生互混井伴随着Mn与衬底间的化学反应.我们用一简单的模型对上述过程进行了理论计算,得到的结果与实验基本吻合.这对于进一步理解亚稳态γ-Mn的形成机理具有重要意义. 关键词：     

纯物质亚稳态机理的研究及液体过热亚稳态极限的预测

在通常条件下，物质到达该条件下的平衡相变点却没有发生相变，仍然保持相变点以前的形态，这种形态称之为物质的亚稳态。亚稳态分为过冷态和过热态，如图1所示，液体在某压力下在L点应开始蒸发为气体，液体却处于过热亚稳态，曲线CL和CO间的相区为过热区，点O是T2温度下液体过减压的极限点，也是P=Pnor=0.101325MPa下液体的过热极限点，液体状态达到O点必产爆炸式的气化，CO线就是过热极限曲线，也称旋节线。在定容条件下，液体达到过热极限时，产生爆炸式气化，在极短的时间内会产生很大压力。工程上由于过热液失稳引起的蒸汽爆炸带…     

基于温度的亚稳态氧化石墨烯性能

单片层氧化石墨烯由于其优异的物理化学性能,在离子和分子筛选、水脱盐和净化、气体分离、生物传感、质子导体、锂电池和超级电容等领域有巨大的潜在应用.然而普遍采用的Hummers法等化学、物理方法制备的氧化石墨烯是一种亚稳态材料.其最终形态的物理化学性能的转变与调控至关重要,亟需系统研究.本文采用恒温处理方法对氧化石墨烯亚稳态的转变进行调控,利用X射线光电子吸收谱、傅里叶红外吸收谱、扫描电子显微镜等方法检测氧化石墨烯含氧基团的含量、类型和形貌与温度的变化关系,并利用Zeta电位、紫外吸收谱、拉力测试分析温度对氧化石墨烯在转变过程中的溶液悬浮稳定性、光子能带、拉伸强度等性能的影响.所得定量测试结果发现,氧化石墨烯亚稳态的转变过程中存在环氧减少、羟基增加,以及整体含氧量下降的现象,而在此过程中氧化石墨烯的单片层形貌并无明显变化.但是这种结构的转变使得悬浮液黏稠度和亲水性大幅度增强,能带减小和拉伸强度增强效应明显.而当转变过程足够长时,氧化石墨烯的亲水性转而下降,并出现沉淀现象,表明羟基之间进一步发生了脱水转变.另外,本文还分析了恒温处理的时间、悬浮液的浓度对这种转变过程的影响.相关研究结果有利于理解亚稳态氧化石墨烯悬浮液随温度变化的性能转变,对氧化石墨烯具体应用有一定参考价值.     

钇原子亚稳态寿命的测量

利用基态原子无穷长的寿命以及亚稳态原子在飞行过程中的衰减,比较由激光感应荧光法测量到的钇原子束基态和亚稳态的速度分布曲线,经过拟合处理计算,得到钇原子亚稳态a~2D_(5/2)的寿命为(0.8±0.2)ms.     

基于ATE的FPGA亚稳态的激发与验证

在FPGA电路设计中,信号间常发生跨时钟域的传输,亚稳态问题成为影响系统可靠性的关键因素;目前的测试方法不能满足对亚稳态的测试,如何有效地激发亚稳态及验证亚稳态保护措施的有效性,成为FPGA测试的关键问题;文章详细分析了FPGA中亚稳态产生的根源,基于ATE测试系统,提出了一种有效的多时钟域的测试方法,通过设计输入信号间的时序偏差,激发亚稳态,并验证电路相应的保护措施是否有效;在此基础上,设计了基于ATE的测试系统,调整时钟间隔,成功的激发出亚稳态,并验证了经过两级同步后的电路有效地避免了亚稳态的传播。