超强激光脉冲下等离子体块的整体加速研究

为了克服激光加速中强流离子束空间电荷效应对粒子输运的影响,提出一种利用两块不同密度的固体靶先后和一束强度约为1022 W/cm2、脉冲长度为5T(T为激光周期)的超强脉冲激光相互作用的方案,实现了中性等离子体块的加速。通过一维PIC数值模拟研究发现,在合适的参数下,加速后的电子与质子几乎以相同的速度共同飞行长达60λ(λ为激光波长)的距离,其中质子与电子的能量分别为GeV和100MeV量级。     

用于空间激光通信的InGaAsP 激光二极管辐射损伤研究(英文)

对1:55 μm波长DFB 结构的InGaAsP 多量子阱激光二极管开展电子和60Co- 射线辐照试验。试验结果表明,激光二极管的斜度效率主要受带电粒子沉积的电离总剂量影响,而阈值电流和光功率主要受位移损伤剂量的影响。利用位移损伤剂量方法评价激光二极管的辐射损伤特征,并且预测其在空间辐射环境中的光功率衰退情况。模拟计算结果表明,MEO轨道辐射环境对激光二极管光功率辐射损伤远大于GEO轨道的影响,这主要是由于MEO轨道辐射环境的高能电子通量密度远大于GEO轨道的通量密度。The 1.55 μm InGaAsP multi-quantum-well laser diodes with distributed feedback structures were irradiated by electrons and 60Co- rays. The experimental results show the slope efficiency of laser diode is mostly affected by the total ionizing dose produced by charging particles, and the threshold current and the optical power mainly by displacement damage dose. The displacement damage dose methodology was employed to evaluate radiation damage of the laser diodes, and to predict the power degradations of these diodes in space. The calculated results indicate that the optical powers of the diodes will have more serious degradation for medium Earth orbit than for geosynchronous Earth orbit,due to higher fluence density of high energy electrons in GEO orbits.     

台湾地区高校基础物理教育见闻和一些感想

值台湾地区2015年物理学年会之际,应新竹清华大学邀请,作者一行4人于2015年1月27日至2015年2月5日赴新竹清华大学观摩物理学年会教育分会,并参观考察了台北东吴大学、新竹清华大学、新竹交通大学、高雄中山大学、台中中兴大学和桃园中央大学等校的物理系物理基础教育的情况.文章就10天来的所见所闻以及对有关问题的深入交流介绍给读者,并谈一下自己的感想,谨供同仁参考.     

Microtextures Induced by Nanosecond Laser on Ni–Co Alloy Coatings

Ni–Co alloys have a wide range of applications in various fields owning to their excellent physical, chemical, and mechanical properties. In this paper, we prepare Ni–Co alloy coatings on 316L stain steel surfaces by electroplating. We present a novel approach utilizing a nanosecond laser to induce microtextures on Ni–Co alloy coatings. We study experimentally the effects of laser power and scanning rate on the surface morphologies of Ni–Co alloy coatings. The results indicate that the shape and size of induced microtextures can be controlled by the laser power and scanning rate. The size of grains increases with increase in the work current of the laser (WCL) at a certain scanning rate. With the WCL constant, the size of grains decreases with increase in scanning rate while their average height increases. It is a simple and easily-controlled method for the fabrication of microstructures on Ni–Co alloy coatings, which has promising applications in investigations of the properties of microtextured surfaces, such as friction, adhesion, and wetting.     

Improvement of resistive switching fluctuations by using one step lift‐off process

Bipolar resistive switching characteristics are investigated in ZrO₂ containing Cu thin layer devices, particularly for the self‐isolated‐structure device fabricated by one step lift‐off process. Compared with the traditional‐structure device, the self‐isolated‐structure device shows more uniform resistive switching characteristics. This is because the isolation of each device cell has negligible influence on each other and thus mitigates possible crosstalk between each cell. These results suggest that the feasibility of good stabilization of the resistive switching parameters can be obtained through one step lift‐off process. (© 2015 WILEY‐VCH Verlag GmbH &Co. KGaA, Weinheim)     

量子线/铁基超导隧道结中隧道谱的研究

考虑铁基超导中能带间的相互作用和界面对每一个能带的散射作用, 利用推广的Blonder-Tinkham-Klapwijk模型, 并通过求解Bogoliubov-de Gennes 方程研究了具有不同类型双能隙系统的量子线/铁基超导隧道结中准粒子的输运系数和隧道谱. 研究表明: 1)在弹道极限时, 随着带间相互作用的增大, s_± 波隧道谱中零偏压附近的平台演变成电导峰; s₊₊ 波的平台演变成凹陷; p波的零偏压电导峰被压低. 2)界面对两个能带的散射作用不为零时, 随着带间相互作用的增大, s_± 波和s₊₊ 波两能隙处的峰值将降低, 而两峰间的凹陷值将变大; p波的零偏压电导峰被压低, 非零偏压电导增大. 3)界面对每个能带的散射, 可使其产生的电导峰变得更加尖锐, 但可压低和抹平另一个带产生的电导峰值. 这些结果对于澄清铁基超导体的能隙结构和区别不同类型铁基超导体有所帮助.     

电离辐射环境下的部分耗尽绝缘体上硅n型金属氧化物半导体场效应晶体管可靠性研究

随着半导体技术的进步, 集成小尺寸绝缘体上硅器件的芯片开始应用到航空航天领域, 使得器件在使用中面临了深空辐射环境与自身常规可靠性的双重挑战. 进行小尺寸器件电离辐射环境下的可靠性试验有助于对器件综合可靠性进行评估. 参照国标GB2689.1-81恒定应力寿命试验与加速寿命试验方法总则进行电应力选取, 对部分耗尽绝缘体上硅n型金属氧化物半导体场效应晶体管进行了电离辐射环境下的常规可靠性研究. 通过试验对比, 定性地分析了氧化物陷阱电荷和界面态对器件敏感参数的影响, 得出了氧化物陷阱电荷和界面态随着时间参数的变化, 在不同阶段对器件参数的影响. 结果表明, 总剂量效应与电应力的共同作用将加剧器件敏感参数的退化, 二者的共同作用远大于单一影响因子.     

氘化对KH2PO4晶体微观缺陷影响的正电子湮没研究

采用传统降温法从不同程度氘化(x=0, 0.51, 0.85)的生长溶液中生长氘化KH₂PO₄(KDP) 晶体, 利用正电子湮没技术(正电子寿命谱和多普勒展宽谱)、结合X射线衍射谱(XRD) 结构分析, 对KDP晶体氘化生长的微观缺陷进行了研究, 讨论了氘化程度对晶体内部微观结构特性、缺陷类型和浓度的影响. XRD结果显示晶胞参数a, b值随氘含量的增加而增加, c值无明显变化; 正电子寿命谱结果发现随着氘化浓度的提高, KDP晶体内部中性填隙缺陷以及氧缺陷不断增加, 引起晶体晶格畸变; 氢空位、K空位、杂质替位缺陷不断发生缔合反应形成复合缺陷, 缺陷浓度不断减少; 团簇、微空洞等大尺寸缺陷也在不断发生聚合反应, 缺陷浓度表现为不断减少. 多普勒实验结果表明随着氘化程度的提升, 晶体内部各类缺陷表现为同步变化. 实验结果表明, KDP晶体在低浓度氘化生长(50%以内)下缺陷反应较弱, 而在高浓度氘化(50%以上)下的缺陷反应显著增强.     

探索基于人工超晶格LaFeO3-YMnO3和自然超晶格n-LaFeO3-Bi4Ti3O12薄膜多铁性

基于纳米尺寸下复合铁电材料和反铁磁性材料是一个探索多铁性材料有效的方法. 利用激光脉冲沉积制备出LaFeO₃-YMnO₃人工超晶格和掺入不同层LaFeO₃, BiFeO₃的Bi₄Ti₃O₁₂的外延薄膜. 通过系统的X射线衍射、透射电子显微术、扫描透射电子显微术下的能量损失谱表征证明这些样品具有原子尺寸上清晰的界面和完整的层状结构. 磁性测试证明这些材料具有亚铁磁性. 特别是在0.5和1.5LaFeO₃-Bi₄Ti₃O₁₂中的亚铁磁性甚至能保持到室温. 就铁电性而言, 铁电性测试显示出LaFeO₃-YMnO₃和插入BiFeO₃的Bi₄Ti₃O₁₂样品中存在较大的漏电流, 而在0.5LaFeO₃-Bi₄Ti₃O₁₂样品中存在铁电性. 因此在0.5LaFeO₃-Bi₄Ti₃O₁₂中能够实现亚铁磁和铁电共存. 其次发现当掺入多层的钙钛矿(3层SrTiO₃或2.5层LaFeO₃)后, Bi₄Ti₃O₁₂ 的层状结构将出现结构失稳现象. 这些工作对于利用纳米复合开发新颖多铁性提供一些实例.     

基于RST-QFD-Bayes的新型装甲装备通用质量特性评价指标体系构建研究

针对新型装甲装备通用质量特性评价指标体系难以确定的问题,在明确评价指标体系构建原则的基础上,结合新型装甲装备特点,确定了通用质量特性初始评价指标及指标筛选要求,运用QFD将新型装甲装备通用质量特性需求映射为评价指标筛选要求,采用粗糙集理论(Rough Set Theory,RST)确定了指标筛选重要度,考虑到关联度的不确定性及多个专家估计值的平均值和估计值的波动程度,将贝叶斯理论引入关系矩阵的确定中,用区间数确定了关联度,进行了评价指标筛选,构建了新型装甲装备通用质量特性评价指标体系,为新型装甲装备通用质量特性评价奠定了基础。