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西南交通大学学报 2001年第1期36卷 41-43页

作者：龚建民唐晋生西南交通大学计算机与通信工程学院四川成都610031

求解纵向摇摆器磁场加直流磁场中的电子运动方程 ,在直角坐标系中求得电子速度的严格解析解 ,并导出直角坐标和圆柱坐标中电子位置坐标的近似解析解。同时用电子运动模拟计算进行了校验 ,指出近似解析解有较好的准确性。

关键词：纵向摇摆器磁场电子轨道直流磁场电子速度电子运动方程电子位置谐振不稳定性

加恒定轴向磁场螺旋型波荡器中的单电子轨道分析

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中国科学技术大学学报 2011年第1期41卷 66-71页

作者：邹冰张鹏飞李一丁张辉于淼何多慧中国科学技术大学国家同步辐射实验室安徽合肥230029 中国科学技术大学核科学技术学院安徽合肥230029 中国科学院基础等离子体物理重点实验室中国科学技术大学近代物理系安徽合肥230026

研究了在包含恒定轴向磁场的螺旋型波荡器中运动的电子动力学行为.采用Mathematica数值模拟考察一般条件下的电子轨道及其在横向平面内的投影形状.在电子入射偏离理想螺旋型轨道的情况下,电子在波荡器中的运动轨道在横向平面内的投影曲... 详细信息

研究了在包含恒定轴向磁场的螺旋型波荡器中运动的电子动力学行为.采用Mathematica数值模拟考察一般条件下的电子轨道及其在横向平面内的投影形状.在电子入射偏离理想螺旋型轨道的情况下,电子在波荡器中的运动轨道在横向平面内的投影曲线可能是周期或者准周期的,对此作了讨论并给出了相应的判据.

关键词：螺旋型波荡器电子轨道准周期

基态原子、离子(Z=2-54)及其电子轨道径向距离期望值的面向对象数据库的设计及应用

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计算机与应用化学 1998年第6期15卷 369-372页

作者：孙育杰王涛郑能武中国科学技术大学化学系

精确求解原子、离子及其电子轨道的径向期望值对原子、分子相关性质的研究具有重要意义。本文应用Ｃ．Ｆ．Ｂｕｎｇｅ和Ｊ．Ａ．Ｂａｒｉｅｎｔｏｓ的ＲＨＦ基态原子波函数集和Ｃｌｅｍｅｎｔｉ、Ｒｏｅｔｉ的ＨＦ离子波函数集，采用Ｃ... 详细信息

精确求解原子、离子及其电子轨道的径向期望值对原子、分子相关性质的研究具有重要意义。本文应用Ｃ．Ｆ．Ｂｕｎｇｅ和Ｊ．Ａ．Ｂａｒｉｅｎｔｏｓ的ＲＨＦ基态原子波函数集和Ｃｌｅｍｅｎｔｉ、Ｒｏｅｔｉ的ＨＦ离子波函数集，采用Ｃ＋＋语言建立了基态原子、离子及其各电子轨道的径向期望值〈ｒｎ〉（－２ｎ５）的面向对象的数据库系统。该系统采用了面向对象的程序设计思想，菜单管理，具有使用方便、便于维护、修改和扩充等特点。利用该系统，不但可以直接计算、查询、修改或补充完善各径向期望值数据，还可由此计算原子（离子）或分子的相关物理、化学参数。

关键词：径向距离期望值基态原子离子电子轨道软件

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二氧化锰外延薄膜的制备及其电子轨道调控

二氧化锰外延薄膜的制备及其电子轨道调控

作者：刘文怡中国科学技术大学

学位级别：硕士

过渡金属氧化物薄膜具有良好的电学、磁学和光学性能,包括高温超导、庞磁阻效应和非线性光学效应等。这些性能极大的拓展了过渡金属氧化物材料发展成为新型电子信息功能材料的潜力。二氧化锰（MnO2）是一种自然界中广泛存在的二元过渡... 详细信息

过渡金属氧化物薄膜具有良好的电学、磁学和光学性能,包括高温超导、庞磁阻效应和非线性光学效应等。这些性能极大的拓展了过渡金属氧化物材料发展成为新型电子信息功能材料的潜力。二氧化锰（MnO2）是一种自然界中广泛存在的二元过渡金属氧化物材料,存在多种晶体结构,并且部分晶体结构之间可以相互转化。MnO2具有较强的氧化性、较高的耐酸性和较好的环境适应性等特点,是一种具有研究价值和应用价值的半导体材料,在环境净化应用、超级电容器和锂钠离子电池的电极材料以及磁存储等领域都表现出巨大的潜力。除了对高性能MnO2的需求之外,还要求MnO2样品的尺寸尽可能的小,以满足微电系统高度集成化的需求。相比非晶或多晶形态的薄膜,外延生长制备的高质量MnO2薄膜,不仅能以衬底的晶体结构为模板来稳定MnO2的晶体结构,还能产生性能丰富的界面。此外,电子结构和电子轨道占据状态对MnO2的物性起着决定性作用,并且可以利用多种手段调控外延薄膜中的电子轨道占据状态。因此,通过研究MnO2二维外延薄膜样品的生长制备及物性调控,既能深入研究并分析样品的宏观表现及微观物化机制,又为实现器件的小型化甚至是实现材料产业化应用奠定基础。本文的研究内容主要包括两个部分。在第一部分中,为了使MnO2外延薄膜在更薄时仍具有MnO2块体的优良比电容特性,我们通过优化MnO2薄膜生长条件并分析其界面生长机制,设计了一种自适应缓冲层以减小衬底与薄膜之间的晶格失配,研究了电化学反应对晶体结构和电子结构的影响;在第二部分中,我们采用了多种还原性后处理手段对MnO2外延薄膜进行处理,通过控制MnO2外延薄膜中的氧空位与氢掺杂,实现了MnO2外延薄膜中大的轨道极化调控和磁性增强。论文分以下章节进行讨论:第一章,简要介绍了金红石氧化物的晶体结构和电子结构,并阐述了过渡金属氧化物薄膜中几种常用的还原性后处理方法,包括真空退火处理、金属氢化物氛围退火处理、氢气氛围退火处理和氢等离子体处理技术。从MnO2样品的形貌调控、复合体系结构以及原子掺杂等方面大致回顾了MnO2的研究现状。最后说明了本论文的研究思路、研究内容及方法。第二章,介绍了本论文实验研究过程中所用的样品生长和表征技术,包括制备外延薄膜的脉冲激光沉积技术（PLD）,表征薄膜晶体生长质量的X射线衍射、倒空间成像及反射技术,表征薄膜电子结构和轨道占据态的同步辐射X射线吸收谱和线二色谱技术,薄膜样品电化学、电输运及磁性能测试技术,以及元素分析技术。第三章,介绍了在（001）取向的金红石型TiO2衬底上生长MnO2外延薄膜的PLD工艺。我们利用Ti元素在真空中高温下容易扩散的原理,在MnO2薄膜和TiO2衬底的界面处设计了一种自适应缓冲层界面,降低了薄膜与衬底之间的晶格失配度。通过对不同厚度的薄膜样品进行晶体结构表征以及对薄膜横截面进行元素分析等,我们发现面外方向晶格常数随薄膜厚度变化符合一种唯象的自适应界面模型。正是由于该界面的存在,使得薄膜较薄时仍能保持与块体相当的比电容。这为开发具有更高容量潜力的更薄微型超级电容器提供了新的思路。第四章,我们对生长条件相同的MnO2薄膜样品分别采用CaH2氛围退火处理、氢气氛围退火处理以及氢等离子体处理三种方法进行了还原性后处理,结合薄膜晶体结构、元素分布及磁性能测试,对比研究薄膜在不同处理方法下的反应机制,以及不同处理方法对电子轨道占据态的调控作用。研究发现,在CaH2氛围退火处理的薄膜主要是在样品表面发生反应;在氢气氛围下退火处理的薄膜,氢掺杂覆盖整个薄膜范围,并且在不同处理温度下,其晶体结构都保持相对完整性;在氢等离子处理样品过程中,能掺入大量的氢元素,但由于氢等离子体功率较高,对MnO2薄膜样品造成了不可逆的破坏。各种处理方法对磁性有明显的调控作用,但具有不同的调控机制。该部分内容系统地研究了多种还原性后处理手段对MnO2薄膜中电子轨道占据态的调控,为轨道极化调控氧化物薄膜的物性提供新思路。

关键词：过渡金属氧化物二氧化锰薄膜界面优化晶体结构电子轨道

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纵向摇摆器磁场中的电子轨道

光电子．激光 2000年第4期11卷 342-344页

作者：龚建民唐晋生西南交通大学电磁所四川成都610031

本文求解纵向摇摆器磁场加直流磁场中的电子运动方程 ,在直角坐标系中求得电子速度的严格解析解 ,并导出直角坐标和圆柱坐标中电子位置坐标的近似解析解。同时用电子运动模拟计算进行了校验 ,指出近似解析解有较好的准确性。

关键词：纵向摇摆器电子轨道直流磁场

库仑势对氢分子离子谐波辐射电子轨道影响的研究

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库仑势对氢分子离子谐波辐射电子轨道影响的研究

作者：张发斌陕西师范大学

学位级别：硕士

强激光场与原子分子相互作用时会产生阈上电离和高次谐波辐射等丰富的超快物理现象。由于高次谐波辐射发生在原子空间尺度,高次谐波谱中包含了超快时间尺度内原子分子的动力学和结构信息。通过反演高次谐波辐射谱,人们可以提取原子分子... 详细信息

强激光场与原子分子相互作用时会产生阈上电离和高次谐波辐射等丰富的超快物理现象。由于高次谐波辐射发生在原子空间尺度,高次谐波谱中包含了超快时间尺度内原子分子的动力学和结构信息。通过反演高次谐波辐射谱,人们可以提取原子分子高时间分辨率的结构及动力学信息,相关研究领域被称为高次谐波光谱学。高次谐波光谱学在阿秒物理和化学反应等研究领域具有广泛的应用。已有研究表明,利用高次谐波辐射谱可重构分子最外层电子的轨道、追踪光化学反应中分子键长的变化和探测阿秒时间尺度内电子动力学和物质结构等。科学家们用发展的高次谐波光谱技术测量了发生再散射事件的电子离开势垒的时间(电离时间)以及其返回到母核的时间(返回时间或再结合时间),实现了对再散射电子运动的实时监测。上述对时间信息的超快测量不是直接实现的。实践中,人们先通过构建理论模型,得到特定时间和观测量之间的映射关系,然后再根据实验测量的观测量(比如谐波辐射谱)的值,来反演系统的动力学信息,因此理论模型在超快测量中具有重要的意义。目前强场物理中常用的描述高次谐波辐射的理论模型包括半经典的三步模型和量子的强场近似模型。基于这些模型的电子轨道理论定量揭示了电子的出垒时间和返回时间与谐波能量之间的映射关系,人们期望将其应用于超快测量实验。然而这些常用的理论模型并没有考虑库仑效应,已有研究表明库仑势会导致电子的电离时间延迟(大约100阿秒),该延迟对谐波辐射的电子轨道具有重要影响,因此在超快测量中需要考虑库仑修正的电子轨道理论。先前对库仑修正的电子轨道的研究主要集中在原子。对于分子,其具有核间距;在外场中,还具有取向效应,即分子轴会与激光极化方向存在夹角。分子的核间距和取向效应对电子轨道的影响相关研究较少。本文以具有相同的电离能但是不同核间距和不同取向的模型H分子为例,通过数值和解析方法研究库仑势对分子高次谐波辐射的电子轨道的影响。首先通过谱方法求解含时薛定谔方程(TDSE)得到系统的平均加速度,进而通过傅里叶变换得到谐波辐射谱,然后通过小波分析方法提取某能量谐波对应的电子返回时间。将TDSE返回时间和不包含库仑势的强场近似模型(SFA)以及包含库仑势的强场近似模型(MSFA)预言的返回时间进行比较,分析不同核间距和不同取向的分子其库仑势对电子轨道的返回时间的影响。分析表明,对于平行取向(分子轴与激光极化平行),不同核间距下的TDSE返回时间和SFA结果具有显著差别,核间距越大,TDSE返回时间比SFA预言越提前。而MSFA结果与TDSE结果符合得较好,特别是在较高的能量区域。对于某一核间距,不同取向下的TDSE结果也显示了区别,而不同取向下的MSFA结果非常接近。进一步的分析表明不同取向下TDSE结果的区别源于谐波辐射过程中的双中心干涉效应,该效应导致谐波谱呈现明显被抑制的区域,进而影响了对返回时间的提取。MSFA结果中不包含干涉效应,且对于干涉效应影响较小的取向下的结果(例如平行取向和垂直取向),MSFA结果和TDSE结果符合得也较好,因此预期分子的取向效应对返回时间影响较小。我们进一步通过MSFA模型分析了电子的出垒时间(这里也称作电离时间),该时间目前无法通过数值方法从TDSE结果中直接提取。分析表明,相较于返回时间,核间距对电离时间的影响更加显著,核间距越大,MSFA电离时间相较于SFA电离时间提前越多。电离时间提前导致短的电子轨道对应的谐波幅显著增加(每个激光周期内有两个电子轨道贡献到谐波辐射,其中一个电离时间较晚而返回时间较早,称为短轨道;而另一个电离时间较早而返回时间较晚,称为长轨道);该效应对长轨道谐波幅的影响较小。与返回时间类似,取向效应对不同核间距分子的电离时间的影响也较小。上述结果可通过不同核间距和不同取向下分子的库仑尾(隧穿出点以外的库仑势)来理解。保持电离能不变情况下,核间距越大,有效电荷越大,库仑尾越强,因而库仑势对电子轨道的影响越显著。而针对某一核间距的分子,不同取向下库仑尾相似,因此取向效应对电子轨道影响较小。本文还深入分析了激光参数对分子谐波辐射过程中库仑效应的影响。本文的研究,为发展更精确的包含库仑效应的分子谐波辐射电子轨道理论提供了理论参考,为基于谐波辐射的分子结构和电子动力学的超快探测提供了建议。

关键词：高次谐波电子轨道库仑效应电子动力学