光流线量子论的进展报告

本文介绍了我们近十年来发展的光流线量子力学的主要原理、概念、方程和应用。     

极化诱导实现AlGaN薄膜材料中的超高电子浓度(1020cm-3)掺杂

材料的载流子浓度和迁移率是影响器件性能的关键因素, 变温Hall测试结果证明杂质掺杂AlGaN中的载流子浓度和迁移率随温度 降低而减小.然而极化诱导掺杂的载流子浓度和迁移率不受温度变化的影响.以准绝缘 的GaN体材料作为衬底, 在组分分层渐变的AlGaN中实现的极化诱导掺杂浓度 仅仅在10¹⁷ cm^-3数量级甚至更低. 本研究采用载流子浓度为10¹⁶ cm^-3量级的非有意n型掺杂GaN模板为衬底, 用极化诱导掺杂技术在分子束外延生长的AlGaN薄膜材料中实现了高 达10²⁰ cm^-3 量级的超高电子浓度. 准绝缘的体材GaN半导体作衬底时, 只有表面自由电子作为极化掺杂源, 而非有意掺杂的GaN模板衬底除了提供表面自由电子外,还能为极化电场 提供更多的自由电子"源", 从而实现超高载流子浓度的n型掺杂.     

动态光散射实验

动态光散射技术是测量纳米及亚微米颗粒粒径的有效方法．本文介绍了动态光散射实验的原理、实验装置及方法，并测量了粒径为85nm的聚苯乙烯水溶液的粒径，分析了实验产生误差的原因．     

(1+2)维各向同性介质中的旋转椭圆空间光孤子

从(1+2)维非局域非线性薛定谔方程出发, 通过坐标变换得到了旋转坐标系下的非局域非线性薛定谔方程. 假设响应函数为高斯型, 用虚时间法数值求解了旋转坐标系下的非局域非线性薛定谔方程的静态孤子解, 迭代出了不同非局域程度条件下的静态椭圆孤子数值解. 最后采用分步傅里叶算法, 以迭代的孤子解作为初始输入波形, 模拟了在不同的非局域程度条件下, (1+2)维椭圆空间光孤子的旋转传输特性. 强非局域时, 椭圆光孤子的长轴方向和短轴方向波形都是高斯型, 其他的非局域程度下, 不是高斯型. 由此表明：(1+2)维椭圆光孤子对非局域程度依赖性很强. 旋转角速度和功率均与非局域程度以及孤子的椭圆度有关.     

亮孤子在宇称时间对称波导中的传输和控制

基于光波在宇称-时间(PT)对称波导中传输的理论模型, 数值研究了亮孤子在呈高斯分布的PT对称克尔非线性平板波导中的传输和控制. PT对称波导, 要求波导的折射率分布呈偶对称, 而增益/损耗分布呈奇对称. 结果表明: 当波导的折射率分布强度为正时, PT对称波导的中心折射率最大, 即使没有自聚焦克尔非线性效应, PT对称波导也可以束缚光波, 形成波浪形光束且长距离传输; 当折射率分布强度为负时, PT对称波导的中心折射率最小, 光波的传输方向发生偏移. 而增益/损耗分布可控制光波的偏移方向: 增益/损耗分布强度为正, 光波向左偏移; 强度为负, 光波向右偏移; 强度为零时, 光波被分为两束. 且当折射率分布强度为负时, 可以很好地抑制相邻亮孤子间的相互作用. 该研究结果可为未来PT对称波导在全光控制方面的应用提供一定的理论依据.     

多峰场负氢离子源磁体布局对等离子体特性影响的数值模拟研究

负氢离子源的研究对于响应国家散裂中子源建设和国际热核聚变实验堆计划的开展都具有十分重要的意义. 由于离子源本身的物理特性导致数值模拟成为不可或缺的研究手段, 基于此, 首先对自主研发的全三维粒子模拟/蒙特卡罗碰撞算法进行阐述, 然后对负氢离子体积过程进行描述, 并在此基础上对中国原子能研究中心的多峰质子源进行了系统仿真, 在引出磁体极性相同和相反两种情形下, 分别对多峰质子源放电特性进行了讨论和分析. 结果显示: 在相反极性下, 两引出磁体附近的磁漂移方向相同且数值较大, 即磁漂移剧烈, 导致电子总数较大且高能电子在特定区域活跃, 进而负氢离子体积产率较高, 即负氢离子在空间呈现Y漂移; 反之, 在相同极性下, 电子约束效果相对较差且负氢离子体积产率较低, 但其空间分布均匀.     

Synergistic influences of titanium,boron, and oxygen on large-size single-crystal diamond growth at high pressure and high temperature

The synergistic influences of boron, oxygen, and titanium on growing large single-crystal diamonds are studied using different concentrations of B₂O₃ in a solvent-carbon system under 5.5 GPa-5.7 GPa and 1300 ℃-1500 ℃. It is found that the boron atoms are difficult to enter into the crystal when boron and oxygen impurities are doped using B₂O₃ without the addition of Ti atoms. However, high boron content is achieved in the doped diamonds that were synthesized with the addition of Ti. Additionally, boron-oxygen complexes are found on the surface of the crystal, and oxygen-related impurities appear in the crystal interior when Ti atoms are added into the FeNi-C system. The results show that the introduction of Ti atoms into the synthesis cavity can effectively control the number of boron atoms and the number of oxygen atoms in the crystal. This has important scientific significance not only for understanding the synergistic influence of boron, oxygen, and titanium atoms on the growth of diamond in the earth, but also for preparing the high-concentration boron or oxygen containing semiconductor diamond technologies.     

用Technicolor理论研究稀有辐射衰变Bc→Dsγ

在一代Technicolor(TCI)和带有一个无质量的标量二重态(TCⅡ)模型下,计算荷电的哥尔斯通粒子对衰变B_c→D_sγ的贡献,并把它们同标准模型的计算相比较,发现哥尔斯通粒子对电磁企鹅图的贡献很大(TCI下),在TCⅡ下贡献较小;而对弱湮没图的贡献可以忽略不计,还对同位旋三重态粒子π+p的质量进行了约束. 预言将来在LHC上能对不同模型下的分支比Br(B_c→D_sγ)的差异进行研究,进而对不同的模型进行检验.     

Heat Transport of Non-Local Effect with Modulated SMBI on HL-2A

Modulated supersonic molecular beam （SMB） injection is introduced to study transport features of non-local transport phenomenon on HL-2A. Repetitive non-local effect induced by modulated SMBI allows Fourier trans-formation of the temperature perturbation, yielding detailed investigation of the pulse propagation. Fourier analysis provides evidence for existence of internal transport barriers. Meanwhile, experimental progress of nonlocal effect was made in the HL-2A Tokamak in 200Z The core electron temperature Te rise increases from 18% to more than 40% and the duration of the Te rise could be prolonged by changing the conditions of SMB injection.     

如何在物理问题解决过程中培养学生创新思维

在物理教学中通过创设恰当的问题情境,诱导学生产生疑问,发现问题并提出问题,可使学生产生强烈的探究的欲望．接下来物理教学就是通过引导学生去探究,经历解决问题的过程,从而使学生理解掌握相关知识,提高学生解决问题的能力,培养学生的创新思维．本文根据笔者多年的教学体会,着重从物理问题的解决过程去讨论学生创新思维的培养．