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共线反射式二次谐波实验中二阶非线性极化率的定量测定

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Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第2期37卷 171-176,I0101页

作者：赵璇严力耕张文凯北京师范大学物理系应用光学北京市重点实验室北京100875

偏振二次谐波是一种广泛使用的对称性表征技术.然而,在共线反射式实验构型中,光路中必不可少的分束器会导致基频光和倍频光的偏振状态经透射或反射后发生改变,从而导致二次谐波信号的偏振态发生畸变,进而影响二阶非线性极化率的定量测... 详细信息

偏振二次谐波是一种广泛使用的对称性表征技术.然而,在共线反射式实验构型中,光路中必不可少的分束器会导致基频光和倍频光的偏振状态经透射或反射后发生改变,从而导致二次谐波信号的偏振态发生畸变,进而影响二阶非线性极化率的定量测定本文提出了一种基于菲涅尔系数的数据校正方法来解决这个问题,从而实现归一化二阶非线性极化率的定量测定,进一步通过理论模拟和实验证明了该方法的有效性和通用性.

关键词：二次谐波偏振态畸变分束器二阶非线性极化率

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布洛赫电子的拓扑与几何

物理 2024年第4期53卷 215-225页

作者：牛谦张明哲肖笛中国科学技术大学物理学院合肥230026 台湾师范大学物理系中国台北11677 华盛顿大学物理系和材料系西雅图98195

文章回顾了电子的拓扑几何理论发展的初期,大约二十多年的历史。首先介绍拓扑陈数在凝聚态物理中的两个重要应用。其一关于量子霍尔效应,绝缘条件下霍尔电导可以写成一个陈数拓扑不变量,从而解释实验结果的精确量子化。其二关于绝热泵浦... 详细信息

文章回顾了电子的拓扑几何理论发展的初期,大约二十多年的历史。首先介绍拓扑陈数在凝聚态物理中的两个重要应用。其一关于量子霍尔效应,绝缘条件下霍尔电导可以写成一个陈数拓扑不变量,从而解释实验结果的精确量子化。其二关于绝热泵浦,它描述布洛赫能带的绝热电流响应,与电子极化有密切联系。拓扑陈数是布里渊区上贝里曲率的积分,后者本身也有独立的物理意义。接着介绍贝里曲率对电子动力学的影响,包括反常速度和轨道磁化等概念。作者还将这个理论推广到多带情况,使其可以应用到自旋输运等现象。最后,文中展示了再量子化方法,从半经典模型来获得布洛赫电子的有效量子理论。在非相对论极限下,泡利—薛定谔方程可以看作是狄拉克电子在正能谱上的等效量子理论,其中的自旋轨道耦合即是一种几何物理效应。

关键词：贝里相位贝里曲率拓扑陈数量子霍尔效应绝热泵浦半经典动力学反常速度相空间态密度泡利—薛定谔方程广义派尔斯替换

Cs_(2)NaGdCl_(6)∶Sb^(3+)荧光粉制备及发光性能

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发光学报 2024年第10期45卷 1667-1675页

作者：李忠辉蒋小康王佳旭赵炎周恒为郭海伊犁师范大学物理科学与技术学院新疆凝聚态相变与微结构实验室新疆伊宁835000 浙江师范大学物理系浙江金华321004

无铅双钙钛矿材料具有高效、稳定的自陷激子发射,在下一代固态照明中显示出巨大的潜力。本文采用微波固相法制备出系列新型的Cs_(2)NaGdCl_(6)∶Sb^(3+)蓝色荧光粉。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪对所制备样品的结晶性... 详细信息

无铅双钙钛矿材料具有高效、稳定的自陷激子发射,在下一代固态照明中显示出巨大的潜力。本文采用微波固相法制备出系列新型的Cs_(2)NaGdCl_(6)∶Sb^(3+)蓝色荧光粉。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪对所制备样品的结晶性、微观形貌和发光性能进行了表征和分析。结果表明,所制备的双钙钛矿型Cs_(2)NaGdCl_(6)∶Sb^(3+)样品属于立方晶系,空间群Fm3m,大小为10μm的不规则颗粒。在336 nm激发光下,荧光粉在460 nm处发射出极强的蓝光,且不同Sb^(3+)离子掺杂浓度的样品色坐标均在蓝光区域。当Sb^(3+)离子掺杂浓度超过0.015时,发生浓度猝灭,归因于电偶极⁃电偶极相互作用。此外,Cs2NaGd0.985Cl6∶0.015Sb^(3+)样品具有较佳的热稳定性,当温度升高至423 K时,发光积分强度仍为323 K时的72.6%。基于上述研究结果,Sb^(3+)离子激活Cs_(2)NaGdCl_(6)蓝色荧光粉在发光二极管领域具有潜在的应用价值。

关键词：微波固相法 Sb^(3+)离子 Cs_(2)NaGdCl_(6) 蓝色荧光粉

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基于范艾伦卫星观测数据的地球辐射带电子能谱分布的统计分析

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空间科学学报 2024年第3期44卷 446-457页

作者：王建行项正马新郭德宇董俊虎刘阳希子胡景乐倪彬彬武汉大学空间物理系武汉430072

利用范艾伦卫星2014年至2018年观测的高精度电子能谱数据,统计分析了不同辐射带高能电子能谱类型的时空分布特征.结果表明,辐射带电子能谱主要被分为三类:指数分布能谱、幂律分布能谱和反转能谱.指数分布能谱通常在等离子体层以外占主... 详细信息

利用范艾伦卫星2014年至2018年观测的高精度电子能谱数据,统计分析了不同辐射带高能电子能谱类型的时空分布特征.结果表明,辐射带电子能谱主要被分为三类:指数分布能谱、幂律分布能谱和反转能谱.指数分布能谱通常在等离子体层以外占主导地位.幂律分布能谱通常在磁暴的主相出现在高L处,并逐渐转移到低L处.在地磁活动平静时期,幂律分布能谱在高L处存在时间更长,占比更多.反转能谱在等离子体层内L>2.5处占主导地位,随着等离子体层层顶升高,反转能谱增加,指数分布能谱减少.在长时间的地磁活动平静年份,辐射带电子反转能谱局地峰值(约2 MeV)附近的电子通量明显较低,反转能谱占比较少.辐射带电子能谱类型对等离子体层层顶和地磁活动依赖性的统计分析表明,反转能谱发生率的峰值位置约位于L=(L_(pp)–2)(L_(pp)为等离子体层层顶位置),指数分布能谱发生率的峰值约位于L=(L_(pp)+1.5),幂律分布能谱的出现与电子的注入密切相关.磁暴越剧烈,反转能谱被指数分布能谱取代的L范围越广泛.在平静时期,由于等离子体嘶声的散射作用,等离子体层层顶内的指数分布能谱被反转能谱取代.本文给出了辐射带电子能谱类型长期的时空分布特征,可以为辐射带动态建模和高能电子通量预报提供理论参考.

关键词：辐射带电子能谱范艾伦探测器地磁活动等离子体层层顶

吡啶离子液体[HPy][BF4]与乙腈混合体系的微观结构与性质的分子模拟研究（英文）

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原子与分子物理学报 2025年第4期 33-38页

作者：徐建强马赵鹏程思刘志聪朱光来安徽师范大学物理与电子信息学院物理系

运用分子动力学模拟方法研究了不同摩尔分数下吡啶类离子液体[HPy][BF4]和乙腈的混合体系的微观结构和热力学性质，得到了体系的密度、自扩散系数、超额摩尔体积和径向分布函数等.结果表明，随着[HPy][BF4]摩尔分数的增加，自扩散系数... 详细信息

运用分子动力学模拟方法研究了不同摩尔分数下吡啶类离子液体[HPy][BF4]和乙腈的混合体系的微观结构和热力学性质，得到了体系的密度、自扩散系数、超额摩尔体积和径向分布函数等.结果表明，随着[HPy][BF4]摩尔分数的增加，自扩散系数降低；而超额摩尔体积先减小，达到最小值后再增大.一些特征原子的径向分布函数（RDFs）的规律明显不同：随着[HPy][BF4]摩尔分数的增加，HA1-F的RDFs第一峰值下降，而CT6-CT6的RDFs第一峰值则先上升后下降，这表明溶剂分子对[HPy][BF4]的极性和非极性区域的影响不同.

关键词：吡啶类离子液体热力学性质分子动力学模拟径向分布函数

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声学四极子拓扑绝缘体中的位错态

物理学报 2024年第15期73卷 99-105页

作者：蒋婧王小云孔鹏赵鹤平何兆剑邓科吉首大学物理系吉首416000 湖南财政经济学院长沙410205 长沙理工大学物理与电子科学学院长沙410114

四极子拓扑绝缘体是人们提出的第一类高阶拓扑绝缘体,它具有量子化的四极矩而偶极矩为零.四极子拓扑绝缘体拓宽了传统的体-边对应关系,从而观察到了更低维度的拓扑边界态.最近,由局域在位错附近的拓扑缺陷态主导的体-位错对应关系引起... 详细信息

四极子拓扑绝缘体是人们提出的第一类高阶拓扑绝缘体,它具有量子化的四极矩而偶极矩为零.四极子拓扑绝缘体拓宽了传统的体-边对应关系,从而观察到了更低维度的拓扑边界态.最近,由局域在位错附近的拓扑缺陷态主导的体-位错对应关系引起了许多研究者的关注,其将晶格倒易空间的拓扑结构与位错态的出现联系起来.本文研究了声学四极子拓扑绝缘体中的位错态.在具有非平庸相的声学四极子拓扑绝缘体中嵌入部分具有平庸相的晶格,此时在由两种具有不同拓扑相晶格形成边界的角落处就会产生可以用1/2量化分数电荷表征的位错态.通过在系统内部引入缺陷,验证了此拓扑位错态的鲁棒性.此外,还证明了通过运用不同嵌入晶格的方式可以随意设计位错态的位置.本工作中研究的拓扑位错态拓宽了人工结构中高阶拓扑物态的种类,并为高阶拓扑绝缘体在声学中的应用(如声传感和高性能能量收集)提供了新的思路.

关键词：四极子拓扑绝缘体声子晶体位错态

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基于复合超材料的多种结构的太赫兹频率开关

光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 331-335页

作者：陈姗姗张波太赫兹光电子学教育部重点实验室首都师范大学物理系北京100048

超材料可以应用于调制器,能够吸收特定频率的太赫兹波。然而当超材料的结构参数一旦确定,就只能在特定的共振频率产生完美吸收。设计了三种复合超材料结构探究复合超材料的共振,这三种结构的超材料均以石英为衬底,在该基底上加工一层具... 详细信息

超材料可以应用于调制器,能够吸收特定频率的太赫兹波。然而当超材料的结构参数一旦确定,就只能在特定的共振频率产生完美吸收。设计了三种复合超材料结构探究复合超材料的共振,这三种结构的超材料均以石英为衬底,在该基底上加工一层具有开口的金属谐振环。三种结构分别是单开口的金属谐振圆环,单开口的金属谐振方框和不对称双开口的金属谐振方框。在三种结构的开口中填入光敏材料氧化铟,改变氧化铟的电导率对这些复合超材料结构的太赫兹的调制特性进行了研究,同时对三种结构太赫兹频率开关的不同共振频率的电场分布进行了数值模拟。对于单开口不同形状的金属谐振环,共振频率不同,但都随着氧化铟电导率的增加,共振峰的吸收强度逐渐减小,从对应的电场分布图中可以看到,随着氧化铟电导率的增加,间隙边缘处的场强越来越弱,谐振峰吸收强度也就越来越弱,这个过程可以被认为是太赫兹波在共振频率的动态开关。对于不对称双开口的金属谐振方框,在偏离金属框中央处的开口填入氧化铟,这个结构可以看到两个谐振峰,随着电导率的增加,一个谐振峰吸收强度逐渐减弱,而另一个谐振峰吸收强度无明显变化,由此可得吸收强度随电导率增加而减弱的谐振峰为法诺共振,而另一个吸收强度一直无明显变化的谐振峰为偶极共振。从对应场分布图可以看到,法诺共振入射的太赫兹波的能量主要集中在金属谐振环的右侧金属臂上,而且随着电导率的增大,右侧金属臂的间隙处积累的电荷越来越多;而偶极共振入射的太赫兹波的能量主要集中在金属谐振环的左侧金属臂上,电导率增加,偶极共振的电场分布无明显变化。

关键词：太赫兹频率开关超材料

弱光触发下GaAs光电导开关的载流子输运和热失效机制

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电工技术学报 2024年第7期39卷 2153-2160页

作者：司鑫阳徐鸣王文豪常家豪王铖杰西安理工大学应用物理系西安710048

弱光触发下高倍增砷化镓光电导开关(GaAs PCSS)内以丝状电流为表现形式的载流子输运机制对其瞬态工作特性和寿命研究有重要意义。该文基于有限元方法构建了GaAs PCSS的物理模型,结合丝状电流的生热机制对1.5μJ弱光触发下开关的瞬态输... 详细信息

弱光触发下高倍增砷化镓光电导开关(GaAs PCSS)内以丝状电流为表现形式的载流子输运机制对其瞬态工作特性和寿命研究有重要意义。该文基于有限元方法构建了GaAs PCSS的物理模型,结合丝状电流的生热机制对1.5μJ弱光触发下开关的瞬态输出电流和晶格温度进行了仿真分析,考察了偏置电场对GaAs PCSS输出特性的影响。通过不同时刻开关内部的瞬态电场、电子浓度和晶格温度等方面研究了高倍增模式下GaAs PCSS的光生载流子输运过程和损伤机理。结果表明,高密度丝状电流的存在伴随于高场畴的产生和发展。开关内部电场越高,负微分效应引起的载流子聚束现象越明显,相应的电子浓度和晶格温度值也越高;在浓度达1017 cm^(-3)数量级的等离子体通道中,阳极附近电场强度和晶格温度最大值分别为220 kV/cm和821.92 K。

关键词： GaAs 光电导开关高倍增模式丝状电流输运机制

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中性硝基分子几何形状与晶体特性的关联性

含能材料 2024年第5期32卷 501-509页

作者：何旭东张增明张朝阳薛向贵中国科学技术大学物理系安徽合肥230026 中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999

含能晶体堆积结构是影响其感度的重要因素之一,通过晶体中分子层间滑移来缓冲外界刺激是降低含能材料感度的重要机制。为了更好地设计低感高能分子,理解分子的几何形状与其晶体特性的内在关系十分重要。研究以剑桥晶体数据库中的CHNO类... 详细信息

含能晶体堆积结构是影响其感度的重要因素之一,通过晶体中分子层间滑移来缓冲外界刺激是降低含能材料感度的重要机制。为了更好地设计低感高能分子,理解分子的几何形状与其晶体特性的内在关系十分重要。研究以剑桥晶体数据库中的CHNO类中性硝基分子为样本,采用假设检验方法(包括Z检验、t检验和χ2检验)研究了分子的几何形状与其晶体密度、堆积系数及可滑移性之间的关联性。结果表明,在球形、平面和线形分子中,球形分子有最高的晶体密度和堆积系数,但晶体可滑移性较弱;平面度高的平面形分子通过高堆积系数可获得与球形分子相当的晶体密度,同时平面形分子的晶体可滑移性较强,其χ2检验的置信度接近1;线形分子则不如前两者。虽然存在某些高晶体密度和堆积系数的含能晶体不具有可滑移的层状堆积结构,但整体而言,可滑移晶体的晶体密度和堆积系数均比不可滑移晶体大,其Z检验与t检验的置信度均大于0.95,表明通过设计易于发生分子层间滑移的晶体结构来降低其感度与提升晶体密度并不矛盾。平面形分子晶体密度一般较高,与晶体可滑移性强相关,是设计低感高能分子的首选。

关键词：分子形状晶体密度堆积系数剪切滑移低感高能材料