室温下的结冰现象

一些物理学家预言在大约10^9V／m的电场中，在室温条件下水可以结成冰，他们认为电场引起结晶所需的有序的氢键的形成，如今，在韩国首尔国立大学的Heon Kang实验室首次观察到了这种结冰现象，研究者们在室温和比预期低得多的电场强度（10^6V／m）下使水结成了冰，研究人员认为探索新的冻结机制将有助于了解在各种自然环境下冰的形成。     

强激光与等离子体相互作用产生的超强太赫兹辐射

超短强激光脉冲在等离子体中传播时会激发大振幅的等离子体尾波场，它是一种电子等离子体波．由于这是一种静电波，它一般不能转换成电磁辐射．我们发现在不均匀等离子体中激发的尾波场在一定条件下可以通过线性模式转换产生电磁辐射．由于用超短强激光脉冲尾波场可以达到的电场振幅达100GV／m，其振动频率在太赫兹（10^12Hz）附近，用这种方法可以产生电场强度达到GV／m的太赫兹辐射．     

类金刚石和碳氮薄膜的电化学沉积及其场发射性能研究

利用电化学方法在室温下成功地沉积了类金刚石(DLC)薄膜和非晶CN_x薄膜，并 对制备条件进行了讨论.通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱技术，分析了薄膜的表面形貌和化学结合状态.场发射测量结果表明：DLC膜和非晶CN_x的开启场分别为88和 10V/μm；并且在23V/μm的电场下，DLC膜和非晶CN_x膜的发射电流密度分别达到10 和037mA/cm². 关键词： 电化学沉积 类金刚石薄膜 x薄膜')" href="#">CN_x薄膜 场致电子发射     

超宽带脉冲电场测试技术研究

电磁脉冲测试尤其是宽带脉冲电场测试己成为电子设备抗扰度试验研究的重要手段，国内外不少学者开展了这方面的研究，但是研制宽频带、大动态、高灵敏度的脉冲电场测试仪始终是该研究领域的一个难点．文章作者在国家自然科学基金资助下，对国内外研究动态进行了调查分析，综合运用相关先进技术，研制成功超宽带脉冲电场测试系统，其技术指标达到：带宽为3．5Hz--1GHz，电场强度从V／m量级到MV／m量级，动态范围达到60dB，从而为脉冲电场的测试和电磁防护研究及电子设备抗扰度试验提供了强有力的手段．     

富硅氮化硅／c—Si异质结中的电流输运机理研究

采用对靶磁控溅射方法在P型晶体硅（c—Si）衬底上沉积n型富硅氮化硅（SiNx）薄膜,形成了富硅SiNx／c—Si异质结．异质结器件呈现出较高的整流比,在室温下当V=4-2V时为1．3×10^3．在正向偏压下温度依赖的J—V特性曲线可以分为三个明显不同的区域．在低偏压区载流子的输运满足欧姆传输机理,在中间偏压区的电流是由载流子的隧穿过程和复合过程共同决定的,在较高偏压区的电输运以具有指数陷阱分布的空间电荷限制电流（SCLC）传输机理为主．     

直流电场诱导LB膜中分子重新取向研究

用旋转二次谐波产生方法研究了半花菁/花生酸Y型交替LB多层膜中由外加法向直流电场诱导的分子的重新取向.外加法向直流电场能够有效地改变LB膜中光学活性半花菁分子的取向,迫使其长轴转向电场的方向.随着极化电场的增大,分子在基板平面内的各向异性逐渐减小,而二次谐波强度的增量则随外加电场的增大而呈现平方增长的规律.在室温下,用1.3×10⁶V/m的电场极化10min,可以使半花菁LB多层膜的二次谐波强度增大一个量级.     

单光束飞秒激光诱导微纳周期结构的现象与机理

飞秒激光具有超快和超强（聚焦后局域电场达到10^10V／cm，相当于氢原子的库仑场强）的特点，因此它与材料发生相互作用时会产生多光子吸收、多光子电离、自聚焦等非线性效应．文章介绍最近发现的单光束飞秒激光在物质内部诱导自组装纳米光栅，沿光束传播方向排列成行的纳米周期孔洞结构以及材料表面诱导纳米周期结构等新现象，并对这些现象的机理作了阐述．     

(Si,Er)双注入热氧化硅的光致发光

采用强流金属蒸汽真空弧（MEVVA）离子源注入机，先将Si大束流注入热氧化SiO2/单晶硅，直接形成镶嵌在SiO2中的纳米晶Si，再小束流注入Er。Er离子在掺杂层中的浓度可达10^21cm^-3量级，大大地提高了作为孤立发光中心的Er^3 浓度。在77K和室温下，观察到了Er^3 的1.54цm特征发射。     

人工引发雷电先导-回击过程的电场变化特征

 2005年夏季在山东滨州进行了以人工引发雷电为主的综合观测实验，在负电场环境下，成功引发雷电5次，其中传统引发方式3次，空中引发方式2次。详细分析了双向先导-小回击过程和箭式先导-回击过程的垂直电场变化特征。结果表明：2次空中引发雷电的双向先导发展过程在地面60 m处产生的电场变化为4.70~14.60 kV/m，呈负向变化；在550 m处为0.11~0.16 kV/m，呈正向变化。利用60 m处的先导电场变化，估算双向先导电荷线密度分布的斜率为(1.2~3.8)×10^-7 C·m^-2。箭式先导-回击电场变化波形呈不对称V形，V形的底部对应先导的结束和回击的开始。60和550 m处的箭式先导电场几何平均值分别为17.80和1.20 kV·m^-1。随水平距离的增加，箭式先导电场以水平距离的-1.18次方衰减。     

电光感生静态等效透镜

本文提出了一种关于稳恒电场下由二阶电光效应感生等效透镜的理论,并分析了电场的空间特征、材料的内禀对称性及其几何形状等因素可能产生的影响.初步的估算表明,对子m3m类晶体,在10~4～10~5V的直流电压下,可观察到明显的聚焦效应.     

ZnO纳米线阵列的定向生长、光致发光及场发射性能

采用光刻和脉冲准分子激光沉积技术在Si衬底上制备了图形化的ZnO种子层薄膜。分别采用气相输运和水热合成法,制备了最小单元为30μm的图形化的垂直定向生长的ZnO纳米线阵列。X射线衍射(XRD)分析显示ZnO纳米线阵列具有高度的c轴[001]择优取向生长特性。从扫描电子显微镜(SEM)照片看出,阵列图形完整清晰,边缘整齐。纳米线阵列室温下光致发光(PL)谱线中在380nm左右具有强烈的紫外发射峰,可见光区域发射峰得到了抑制,证明ZnO纳米线缺陷少,晶体质量高。场致电子发射测量表明,ZnO纳米线阵列开启电场和阈值电场分别为2.3,4.2V/μm,具有较好的场致电子发射性能。     

等离子体鞘套低频通信电磁波透射率与辐照微波场强关系仿真研究

高超声速飞行器飞行期间,由于表面激波的影响,飞行器表面会生成等离子体鞘套。等离子体鞘套会吸收、反射和散射电磁波,导致通信信号发生衰减甚至中断,从而形成“黑障”问题。理论上来说,等离子体鞘套与微波的相互作用随微波电场幅值的变化呈现非线性,所以可能存在一个合适的电场幅值和辐照时间区间,使等离子体鞘套的电磁波透射率上升。针对这种可能性,采用有限元分析方法,对飞行器表面等离子体鞘套流场与电磁场进行二维耦合仿真,得到微波照射后等离子体鞘套透射率的改变情况。分别使用电场幅值为5×10^(4)、1×10^(5)、2.5×10^(5)、5×10^(5) V·m^(−1)的微波对等离子体鞘套进行30 ns的辐照,在辐照后等离子体鞘套对1.2 GHz和1.6 GHz的电磁波的最大透射率提升,为解决“黑障”问题提供了新的可能。     

高能电子辐射下聚四氟乙烯深层充电特性

介质深层充放电现象是诱发航天器异常故障的重要因素之一.分析了高能电子辐射下介质内部电荷沉积、能量沉积特性和电导特性,考虑了真空与介质界面电荷对电场分布的影响,建立了介质二维深层充电的物理模型,并基于有限元方法实现了数值计算.计算了高能电子辐射下聚四氟乙烯的深层充电特性.结果表明:真空环境下,介质的表面存在较弱的反向电场,随着介质深度增大,电场减小至零,随后逐渐增大,最大值出现在靠近接地附近,但在接地点,电场存在小幅降低.分析了不同辐射时间下(1 h,1 d,10 d和30 d),介质内部最大电位和最大电场的时空演变特性.随着辐射时间的增加,最大电位由-128V增加至-7.9×104V,最大电场由2.83×105V·m-1增加至1.76×108V·m-1.讨论了入射电子束流密度对最大电场的影响,典型空间电子环境(1×10-10A·m-2)下,电子辐照10 d时,介质内部最大电场为2.95×106V·m-1.而恶劣空间电子环境(2×10-8A·m-2)下,电子辐射42 h,介质内部最大电场即达到108V·m-1,超过材料击穿阈值(约为108V·m-1),极易发生放电现象.该物理模型和数值方法可以作为航天器复杂部件多维电场仿真的研究基础.     

LiNbO_3晶体在室温—130℃的锥光干涉及折射率的异常

研究了纯及掺杂LiNbO_3(下简写为LN)晶体z向通光的锥光干涉图。纯LN,在45℃和75℃附近,双折射率均有异常变化,晶体由单轴变为双轴晶。掺杂(Fe,Cr,Cu)LN也有类似的变化,但变化的温度范围被加宽。分别测量了折射率n_0 和n_θ,在这两个温度附近有异常跳变。通过与x方向加电场的室温锥光图相比较,可以认为在75℃附近的双折射异常变化是相当于离子位移在x方向产生10~5V/m量级的内电场所引起的。     

超分子组合流体室温磷光现象(Ⅱ)——醇对环糊精/碘代乙基联苯/溴代环己烷体系室温磷光的影响

在外部重原子微拢剂溴代环己烷存在下，β－ＣＤ／碘代乙基联苯体系可发射一定强度的室温磷光信号，若丁醇作为第四组分存在，则能显著提高体系的室温磷光发射强度。研究了该体系室温磷光发射的适宜条件和多种醇、不同环糊精及其衍生物的影响。认为β－ＣＤ／碘代乙基联苯／溴代环己烷／丁醇体系属于一种超分子组合的发光体系，醇的作用属典型的分子调控作用。β－ＣＤ／碘代乙基联苯／溴代环己烷形成主、客三元包结物，而醇则利用其羟基与ＣＤ端口羟基形成氢键，其烷基键借助于疏水相互作用力，覆盖在ＣＤ上、下端口，对外部氧向ＣＤ腔内的扩散起着隔离作用，减少了三线态氧对发光体激发三线态的猝灭，从而显著提高了体系室温磷光发射强度     

掺杂Er^3＋的TiO2的发射光谱研究

用无水乙醇、冰醋酸、钛酸丁酯凝胶法制备了掺杂Er^3＋的TiO2粉末，测量了其在488m激发下的Stokes发射光谱和980nm激发下的上转换发光光谱。在可见光范围内，观察到了绿光和红光，绿光从500-570nm，对应Er^3＋的^2H11/2,^4S3／2→^4I15/2，红光从650～690m，对应Er^3＋的^4F9／2→^4I15／2的跃迁。由ln Ivis-In Iin曲线可知，绿光和红光均为双光子过程，光强正比于泵浦功率的二次方，即Iout ∝Iin。初步研究了此材料的上转换过程。     

直流电场作用下生物柴油液滴的雾化特性和燃烧特性研究

设计搭建了电场作用下燃油液滴燃烧实验装置,对比了不同电压下生物柴油液滴的形态演变、变形程度、子液滴等行为,分析了不同电压下液滴火焰形貌演变、火焰尺寸等燃烧特性及最高液滴温度变化。结果表明,电压为3 k V和4 k V的电场会诱发生物柴油液滴产生锥射流,其破碎生成子液滴,尺寸范围为20～120μm,速度基本低于2.5 m·s^-1;受电场对火焰和液滴的综合影响,火焰变化主要表现为高度减小、宽度增大,纵横比减小;电压为1 k V和2 k V的电场降低了最高液滴温度,而当电压增加至3 k V和4 k V时最高液滴温度增加。     

怎样确定“测定冰的熔化热”实验中水的初温

“测定冰的熔化热”是中专物理热学部分的一个重要实验,为了提高测量精度,水的初温的确定非常重要。 程川吉先生编的中专《物理实验》第二版。在“测定冰的熔化热”实验中要求水的初温比室温高10～20℃,水的质量一般为100g左     

箭载双臂式电场仪的原理与设计

在介绍双臂式电场仪探测原理的基础上,给出了子午工程探空火箭搭载的双臂式电场仪的具体设计.为了降低探针的不对称和不一致性,采用了铝制球形探针设计,使用石墨涂层以减少表面不均匀性,并采用独特的外形设计来消除支撑臂阴影影响;在信号处理部分,为了能提高系统动态范围,采用了分频段处理的方法.最后,结合整体系统设计的需要提出了几点误差考虑,并给出了系统性能测试结果.所设计的电场仪带宽0～5MHz,直流探测范围为0.1mV/m～±1V/m,交流探测范围为10μV/m～50mV/m,可以实现对电场强度为0～±1V/m的空间电场进行二维测量.     

箭载双臂式电场仪的原理与设计

在介绍双臂式电场仪探测原理的基础上,给出了子午工程探空火箭搭载的双臂式电场仪的具体设计.为了降低探针的不对称和不一致性,采用了铝制球形探针设计,使用石墨涂层以减少表面不均匀性,并采用独特的外形设计来消除支撑臂阴影影响|在信号处理部分,为了能提高系统动态范围,采用了分频段处理的方法.最后,结合整体系统设计的需要提出了几点误差考虑,并给出了系统性能测试结果.所设计的电场仪带宽0～5 MHz,直流探测范围为0.1 mV/m～±1 V/m,交流探测范围为10 μV/m～50 mV/m,可以实现对电场强度为0～±1 V/m的空间电场进行二维测量.