峰值电流达几千安量级的闪电M分量放电特征及机理探讨

利用2009年山东人工触发闪电实验获取的实测雷电流资料、近距离电场和高速摄像资料,分析了6次峰值电流达几千安量级的M分量.6次M分量均对应闪电通道中明显的发光亮度的脉冲式变化,持续时间小于1 ms.M分量的电流波形和近距离电场波形均呈较为对称的V形,且波形的上升时间均为几十微秒,同步记录结果显示,电场先于通道底部电流发生变化且先达到峰值.这些M分量在发生前,闪电通道中存在一定的连续电流,通道的导电性优于先导-回击过程.M分量发生前的闪电 关键词： 闪电 M分量')" href="#">M分量 先导-回击 通道电流     

高k介质电导增强SOI LDMOS机理与优化设计

本文提出一种高k介质电导增强SOI LDMOS新结构（HK CE SOI LDMOS）,并研究其机理. HK CE SOI LDMOS的特征是在漂移区两侧引入高k介质,反向阻断时,高k介质对漂移区进行自适应辅助耗尽,实现漂移区三维RESURF效应并调制电场,因而提高器件耐压和漂移区浓度并降低导通电阻. 借助三维仿真研究耐压、比导通电阻与器件结构参数之间的关系. 结果表明,HK CE SOI LDMOS与常规超结SOI LDMOS相比,耐压提高16%–18%,同时比导通电阻降低13%–20%,且缓解了由衬底辅助耗尽效应带来的电荷非平衡问题. 关键词： k介质')" href="#">高k介质 绝缘体上硅 (SOI) 击穿电压 比导通电阻     

正交多载波M元循环移位键控扩频水声通信

针对水声扩频通信中频带利用率低的问题, 提出了一种M元扩频技术和循环移位键控(CSK)技术相结合的多载波调制方式, 将M元扩频后选择的扩频码同时采用CSK调制, 并调制在多个正交的载波上, 显著提高了频带利用率. 在水声多途信道下, 采用相同的通信速率和带宽, m序列、Kasami小集合序列和Gold序列为扩频码时, 比较了系统的误码性能. 仿真结果和实验结果均表明, m序列为扩频码时性能最优, Gold序列性能最差. 由于m序列数量有限, 为了进一步提高通信速率, 并使其他序列的性能接近m序列性能, 提出了一种复合序列抑制载波间干扰的算法, 该算法能够很好抑制多途干扰, 使复合序列性能接近m序列的性能. 关键词： M元扩频')" href="#">M元扩频 循环移位键控 正交多载波 载波间干扰     

一次对地转移电荷极性两次反转的人工引发雷电特征及反转机制分析

利用闪电甚高频干涉仪动态成像结果,并结合通道底部电流、电场和光学观测资料对一次罕见的、对地转移电荷极性反转两次的双极性人工引发雷电放电特征进行了详细研究,首次观测到直接导致极性反转的云内击穿放电过程,探讨了对地转移电荷极性两次反转的物理机理.结果发现,此次闪电无回击过程、初始连续电流阶段对地转移电荷极性经历了负-正-负的两次反转,转移电荷量分别约–40.0 C,+13.3 C和–1.0 C.负极性初始连续电流衰减过程中,一支击穿空气的负先导起始于已电离的正先导分支通道上并形成悬浮通道,水平发展28.816 ms后,接地主通道上发生负极性击穿连接到了悬浮通道末端正电荷聚集处或双向发展的悬浮通道的正极性端,随后对地转移电荷极性快速反转为正.负先导熄灭后,对地转移电荷极性缓慢反转为负.击穿空气的负先导连接到接地主通道和持续发展的正先导是此次双极性闪电对地转移电荷极性发生两次反转的重要原因.而负先导的起始,与正先导多分支同时发展引起的先导通道和环境电势分布差异密切相关.     

预电离脉冲群开关技术高功率脉冲CO2激光器

采用独特的电极结构和预电离脉冲群开关放电技术, 实现了5kW 量级平均功率横流CO₂激光器脉冲激光输出. 关键词： 2脉冲激光')" href="#">CO₂脉冲激光 预电离 脉冲群开关     

外加电场法制备LiNbO3周期畴的反转电流特性研究

采用外加电场法制备了LiNbO₃单晶周期畴结构. 在对不同尺寸周期畴的反转电流进行比较研究的基础上,提出了一种确定反转畴成核时间和纵向贯穿速率的方法. 根据这一方法,得到在电场强度为25.1kV/mm,脉冲宽度为50 ms的脉冲方波作用下,LiNbO₃单晶反转畴的成核时间约为80ns,纵向贯穿速率约为0.1667m/s. 关键词： 3单晶周期极化')" href="#">LiNbO₃单晶周期极化 反转电流 反转畴成核时间 反转畴纵向贯穿速率     

Si1-xGex合金半导体中CiCs和CiOi缺陷随Ge含量的变化

采用从头计算(ab initio)的方法对Si和Si_1-xGe_x合金半导体材料中C_iC_s缺陷的性质进行探讨,同时也对比调查了C_iO_i缺陷在Si和Si_1-xGe_x合金中的性质. 在不同Ge含量的Si_1-xGe_{x关键词： 1-x}Ge_x合金')" href="#">Si_1-xGe_x合金 从头计算法 iC_s缺陷')" href="#">C_iC_s缺陷 iO_i缺陷')" href="#">C_iO_i缺陷     

PbS红外探测器低频噪声物理模型及缺陷表征研究

为了表征PbS薄膜光导红外探测器的材料缺陷,详细推导了1/f和产生-复合(g-r)噪声物理模型,并由实验数据验证了模型的准确性. 利用1/f噪声与表面缺陷关系,计算了不同偏压下表面陷阱密度. 得到该值随偏压升高而增加,由此得出1/f噪声与所加偏压成正比变化,与实验测试结果相一致. 在此模型基础上,研究了g-r噪声与深能级缺陷特征参量的关系,提出由低频噪声表征缺陷激活能、简并因子、俘获截面等缺陷参数的方法. 关键词： 红外探测器 1/f噪声')" href="#">1/f噪声 噪声')" href="#">g-r噪声 缺陷     

H+5团簇离子及其中性团簇产物H3和H4

报道了H⁺₅的实验结果.分析讨论了H⁺₅的 形成和分解途径.根据理论分析，以稳定的H⁺₃为核心与一个或多个氢分子结合可能形成稳定的H^{+_n氢团簇离子.另一方面，在高频离子源中, 有发生H+₃与H₂反应的条件.实 验中，从高频离子源引出的离子束被静电加速器加速，然后用9 关键词： +}₅团簇离子')" href="#">H⁺₅团簇离子 3中性团簇')" href="#">H₃中性团簇 4中性团簇')" href="#">H_{4中性团簇}     

依据光谱研究闪电回击通道核心的特征参数

闪电回击通道核心中的大电流及其强电磁辐射是引发多种雷电灾害的主要根源。随着现代科技的飞速发展,闪电防护工作显得越为重要。为了完善闪电防护系统,需要从描述闪电回击通道核心的特征参数入手深入研究闪电通道形成和发展过程的微观物理机制。截至目前,光谱观测是获取闪电通道核心特征参数的最佳手段。2015年夏天在青海高原地区的野外试验中,利用由高速摄像机作为记录系统组装的无狭缝光栅摄谱仪,结合快天线地面电场测量仪,记录到一次包括四个回击的云地闪电放电过程的光谱以及与之同步的快电场变化信息。依据光谱,结合等离子体理论计算得到闪电回击通道核心的电导率。在此基础上,应用闪电电动力学模型计算了闪电回击速度、峰值电流、贯穿通道核心的电磁场以及通道核心单位长度的峰值功率等特征参数。结果表明,回击速度在(1.2～2.3)×108 m·s-1的范围内;贯穿回击通道核心的轴向电场、径向电场和磁感应强度的最大值分别在(1.42～1.74)×105 V·m-1,(8.22～9.99)×108 V·m-1和(1.51～2.83) T的范围内。当闪电回击的峰值电流在(7.52～24.05) kA的范围内时,回击通道核心的峰值功率在(0.63～1.92)×109 W·m-1的范围内。另外,分析了电导率、起始电场峰值、回击速度和峰值电流与峰值功率之间的相关性,结果发现峰值电流和峰值功率具有良好的线性关系。研究结果可为探索闪电回击通道形成和发展过程的微观物理机制提供参考依据。     

基于VHF辐射源短基线定位系统对闪电放电过程的研究

利用闪电VHF辐射源短基线定位系统2009年东北大兴安岭地区的观测资料,对正、负地闪和云闪放电过程中的VHF辐射源进行了定位研究.根据闪电VHF辐射源的二维位置(方位角和仰角)随时间的演变特征,结合同步观测的快、慢电场变化资料分析发现,持续时间较长的地闪预击穿过程在云中的放电通道呈双层结构,预击穿过程结束阶段的云内放电表现为反冲流光,预击穿过程的平均速度在10⁴m/s量级.预击穿过程为梯级先导的发展提供了必要的条件,梯级先导从预击穿起始位置开始并向下发展,产生较强的辐射,平均速度在10⁵m/s量级.K过程主要是流光沿之前已电离通道的传输.正、负地闪回击阶段前后的放电特征有明显不同,正地闪回击之后,连续电流期间的较长时间的云内放电产生较强的VHF辐射.对闪电在125---200MHz频段范围的VHF辐射频谱特征的统计分析发现,辐射能量呈现出幅值随频率增加而减小的趋势,在通带范围上基本遵循f^-2.9的衰减率递减.     

闪电过程中电磁辐射功率的变化特征

利用无狭缝摄谱仪获得的地闪回击光谱,结合同步电场资料,计算了一次闪电放电过程中的通道温度、电导率、回击电流峰值、通道光亮度和电磁功率峰值等参数,均在文献报道的合理范围内。并由此讨论了回击前截止时间、回击通道光亮度及电磁功率峰值之间的相关性,研究了放电通道的电导率、电流和电磁功率之间的变化关系。结果表明：回击前截止时间越长,回击过程中所中和的电荷越多,形成的电流越大,辐射出的电磁能量越大。当通道电导率变大,同时电场变化峰值也增大时,通道内电流变大,回击过程中辐射出的电磁功率也变大。这方面的工作为计算闪电放电过程中产生的光学能量和电磁能量提供一定的参考依据。     

Anomalous magnetic behavior of the Co0.53Ga0.47 spin glass above the freezing temperature

We present here the detailed analysis of the magnetic behavior of the Co_0.53Ga_0.47 alloy, especially at temperatures above the freezing temperature T_f = 10 K. Low field static magnetization measurements were performed by using the SQUID magnetometer in the temperature range 5–65 K and magnetic fields up to 100 Oe. The temperature dependence of the field cooled susceptibility π_FC(T) at T > T_f has an anomaly, which is displayed in the double change of the curvature near T_s = 24 K. The data of magnetization M_FC in an external field H lie on a universal curve M_FC(H/T) at temperatures T_f < T < T_s. The plots of π^-1_FC(T) and non-linear magnetic susceptibility π^nl_FC(T^-3) are linear lines in the temperature range T_f−T_s. The strong deviation of π^-1_FC(T) and π^nl_FC(T^-3) from straight line, taking place at T T_s, indicates that T_s is an upper temperature limit of the classical superparamagnetic behavior with the constant cluster moment. The results suggest that such phenomena may be fairly universal for spin glasses.     

Widths of conduction bands in metals

The widths of the conduction bands in metals have been calculated by using experimental plasma-loss values. The calculated bandwidths are in fair agreement with those observed experimentally for K, L and M X-ray emission.     

一次人工触发闪电上行正先导的传输特征

利用山东一次人工触发闪电的高速摄像和30 m, 60 m和480 m的同步电场测量, 清晰显示了人工触发闪电上行正先导的传输特征.上行正先导头部光强相对较强, 二维发展速度变化波动较大并呈现明显不规则性,表明上行正先导发展具有明显的梯级特征. 在先导开始阶段从340 m到705 m高度之间上行正先导平均发展速度为9.8×10⁴ m/s,起始速度是 3.8×10⁴ m/s,局部速度总体上随高度呈现增加趋势.电场变化在近距离产生有规律的梯级状 变化,记录到的28个梯级相邻梯级间隔变化从14 μs 到 39 μs,几何平均值为25.1 μs. 估计的先导梯级长度分布在0.9 m到3.7 m,几何平均值为1.7 m.先导电场变化由慢的正向梯级状变化和 脉冲变化组成,结合光学和电场变化测量结果,得出正先导头部通道发生弯曲可使其电场变化的梯级特征减弱 或消失;正负先导梯级形成机制可能类似,均由其先导头部前端的双向流光发展而来.     

基于干涉仪原理的闪电先导VHF辐射源速度测量

简述了闪电VHF辐射源窄带干涉仪定位原理及其数据处理方法,利用改进的窄带干涉仪系统对闪电先导VHF辐射源进行定位,给出了闪电放电通道的时空结构,并结合电场变化资料和声光差记录,估算了闪电先导放电发展的速度.     

氢化氧化铝的同位素效应研究

在B3LYP/6-311++G(d,p)水平上预测了Al2O3H3分子的较低能量构型.其基态构型具有C s对称性,电子态为1A′.通过研究Al2O3M3和M2(M=H,D,T)的能量E、定容热容C V和熵S,用电子振动近似讨论了Al2O3+3/2M2→Al2O3M3反应的氢同位素效应,得到了Al2O3氢化的热力学函数?H0,?S0,?G0,及平衡压力与温度的关系.研究表明,氧化物Al2O3吸附氢(氘,氚)反应的同位素排代效应顺序为氚排代氘,氘排代氢,与钛等金属的同位素排代顺序相反.但排代效应都非常弱,且随着温度的增加趋于消失.     

Formation of a small ‘bead lightning’ in a half-microsecond discharge in air

The formation of periodic plasma clots which form a discharge channel similar to bead lightning has been studied with a four-channel intensified charge-coupled device (ICCD) camera simultaneously with the recording of voltage and current waveforms. It was found that a diffuse discharge was formed at the initial stage due to the development of a wide streamer. Runaway electrons were registered. Beads were formed as a result of the development of the spark leader after the diffuse stage. It was assumed that the diameter of the spark leader periodically changes in accordance with the change in the electric field strength in the spark leader head. As a result, narrow sections of the channel heat up more and glow brighter.