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结构光束的制备(特邀)

激光与光电子学进展 2024年第1期61卷 430-452页

作者：张岩南通首都师范大学物理系北京市超材料与器件重点实验室北京100048

结构光束是指在空间和时间上“定制”的光场,其振幅、相位和偏振态在空间和时间上有着特殊的分布。近些年,结构光束的研究发展迅速,光学参量的特殊分布从特定的空间横向结构、纵向结构,发展到定制的时空结构。这种具有不同时空结构的光... 详细信息

结构光束是指在空间和时间上“定制”的光场,其振幅、相位和偏振态在空间和时间上有着特殊的分布。近些年,结构光束的研究发展迅速,光学参量的特殊分布从特定的空间横向结构、纵向结构,发展到定制的时空结构。这种具有不同时空结构的光束为众多领域带来了突破,包括光学通信、光学传感、光学微操作、量子信息处理和超分辨率成像。因此,人们提出了许多方法,并制造了相关器件,通过调整光束的各种光学参量在空间域和时空域的分布来生成结构化光束。本文主要介绍不同类型结构光束(包括空间结构光束以及时空结构光束)的制备方法,对已产生的结构光束进行了总结,并进一步讨论和展望了结构光束在未来的发展方向。

关键词：结构光束空间结构时空结构器件光学参量

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混合法制备的双锥角型光纤探针的应用

激光技术 2024年

作者：曾祥王婉玲汪凯伟张波刘子龙武汉理工大学理学院物理系

为了提高双锥角型光纤探针的捕获效率，使用静态化学腐蚀法制备一次锥角，研磨法制备二次锥角，然后使用基于双锥角型光纤探针的单光纤光镊系统对酵母菌细胞进行捕获实验，并使用界面层腐蚀法制备出了参数相近的双锥角型光纤探针。分别... 详细信息

为了提高双锥角型光纤探针的捕获效率，使用静态化学腐蚀法制备一次锥角，研磨法制备二次锥角，然后使用基于双锥角型光纤探针的单光纤光镊系统对酵母菌细胞进行捕获实验，并使用界面层腐蚀法制备出了参数相近的双锥角型光纤探针。分别测量了两种不同方法制备的光纤探针对酵母菌细胞的捕获力大小。结果表明，混合法制备的双锥角型光纤探针具有更好的表面光滑度和对称性，其捕获效率比界面层腐蚀法制备的双锥角型光纤探针提高了20%。该研究对混合法制备双锥角型光纤探针是有帮助的。

关键词：激光技术光纤探针光捕获静态化学腐蚀法研磨法

密度泛函理论研究AlN几何结构，芳香性和光谱性质

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重庆大学学报 2024年

作者：郭雅晶李秀燕太原师范学院物理系太原理工大学物理学院

通过密度泛函理论(DFT)结合B3LYP/6-31g(d)基组对Al24N24团簇的几何电子结构进行全面优化和物理化学性质模拟分析. 研究结果表明，Al24N24团簇的四种基态稳定结构点群依次为S4、C2、S8、O；四种Al24N24团簇气相下既非p型输运材料，亦非... 详细信息

通过密度泛函理论(DFT)结合B3LYP/6-31g(d)基组对Al24N24团簇的几何电子结构进行全面优化和物理化学性质模拟分析. 研究结果表明，Al24N24团簇的四种基态稳定结构点群依次为S4、C2、S8、O；四种Al24N24团簇气相下既非p型输运材料，亦非n型输运材料，也不存在双极性传递性质，但是这些团簇有利于空穴传输；在优化好的Al24N24团簇气相结构下，研究了它们的核独立化学位移值(NICS)，由NICS值得出四种同分异构体均具有芳香性；此外，还研究了它们的红外和拉曼分子振动谱，各分子内部振动模式对IR和Raman振动峰值的分布具有重要的影响，随着体系内八元环数量的增多，IR谱出现轻微蓝移现象，Raman谱中未观测到此现象；特别是对称性为O的Al24N24分子，内部含有六个八元环，这也导致它的振动谱不同于其他三者.

关键词：芳香性光谱性质密度泛函理论

元素周期表中的电子亲和势及砷电子亲和势的测量示例（英文）

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Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第1期 1-12页

作者：闫帅廷陆禹竹张瑞宁传刚清华大学物理系低维量子物理国家重点实验室

基于先前对原子的电子亲和势和原子负离子的分析工作[*** 51,021502 (2022)],本篇综述提供了一个关于原子的电子亲和势的简要概述.本文简要描述和对比了三种常用的测量电子亲和势的实验方法,以凸显它们各自的优缺点.为了阐明目前研究中... 详细信息

基于先前对原子的电子亲和势和原子负离子的分析工作[*** 51,021502 (2022)],本篇综述提供了一个关于原子的电子亲和势的简要概述.本文简要描述和对比了三种常用的测量电子亲和势的实验方法,以凸显它们各自的优缺点.为了阐明目前研究中所使用的慢电子速度成像法的特点,本文对砷元素(As)的电子亲和势以及其负离子(As-)的激发态进行了测量.测得As元素的电子亲和势为6488.61(5) cm-1或0.804485(6) eV.实验清晰地分辨了As-的精细结构,其激发态3P1能量比基态3P2的能量高出1029.94(18) cm-1或0.12770(3) eV;激发态3P0能量比基态3P2的能量高出1343.04(55) cm-1或0.16652(7) eV.

关键词：元素周期表电子亲和势砷元素慢电子速度成像

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频率稳定的中红外光源

Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第2期37卷 147-152,I0101页

作者：谭延东陈进进周勇程存峰胡水明安徽师范大学物理系光电信息材料功能调控与应用安徽省重点实验室芜湖241000 中国科学技术大学化学物理系合肥230026 中国科学技术大学分子反应动力学国家重点实验室合肥230026

分子基频振动跃迁的精密测量具有十分重要的意义,精密中红外光源在分子基频振动跃迁的测量中至关重要.本文研制了一种高精度连续波光参量振荡器,通过将信号和泵浦光与飞秒光频梳锁定,能够将中红外闲频光的频率漂移控制在1kHz以下.本文以... 详细信息

分子基频振动跃迁的精密测量具有十分重要的意义,精密中红外光源在分子基频振动跃迁的测量中至关重要.本文研制了一种高精度连续波光参量振荡器,通过将信号和泵浦光与飞秒光频梳锁定,能够将中红外闲频光的频率漂移控制在1kHz以下.本文以^(13)CO_(2)为例,测量了^(13)CO_(2)分子R(14)(00011)-(00001)谱线的饱和吸收光谱,精确测量该跃迁频率值为68786813496(29)kHz.这种频率稳定的中红外光源为分子基频振动跃迁的精密测量提供了良好的工具.

关键词：中红外精密光源精密光谱

探索微纳尺度润湿动力学:长针式原子力显微镜的应用与进展

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力学学报 2024年第6期56卷 1497-1510页

作者：关东石聂鹏程闫财山郭永杰童彭尔中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049 香港科技大学物理系中国香港999077

“如何在微观层面测量界面现象”是微纳尺度实验流体力学的关键科学问题,被列入世界前沿125个科学问题名单(Sanders S,Science,2021).由于光学衍射极限的限制,传统光学手段很难直接测量微纳尺度下的流动与界面现象.利用原子力显微镜的... 详细信息

“如何在微观层面测量界面现象”是微纳尺度实验流体力学的关键科学问题,被列入世界前沿125个科学问题名单(Sanders S,Science,2021).由于光学衍射极限的限制,传统光学手段很难直接测量微纳尺度下的流动与界面现象.利用原子力显微镜的精准操控和小尺度力学测量等优势,结合长针式探针组装成的微流变计可以直接测量气-液-固三相接触线上的毛细力,并监测探针在垂直方向运动中力的动态变化.通过该技术手段,可以实现对流体界面的动力学行为以及各类材料在液体环境中力学性质在微纳尺度的精确表征.文章将系统介绍长针式原子力显微镜技术的实验原理和方法,及其在微纳尺度非理想界面润湿动力学中的最新研究进展,包括低能垒表面毛细力的速度依赖性与非对称性、无序粗糙表面接触线黏滑运动的统计学规律、柔性表面接触线动力学的状态与速度定律、以及离子液体-金属界面处电场对接触角迟滞的调控等,最后展望了该技术在新兴领域中的应用.该实验手段为检验各类理论模型与数值模拟提供了可信数据,为探究界面上复杂现象的物理本质提供参考.

关键词：微纳尺度流动与界面流动三相接触线润湿动力学原子力显微镜流固界面

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植物太阳能转化效率的估计

物理 2024年第8期53卷 570-574页

作者：吴从军西湖大学物理系新基石科学实验室

文章将植物的太阳能转化效率η与其生理数据蒸腾系数（transpiration coefficient） Ctr联系起来。它们满足一个简单的关系ηtr，其中r是水的汽化热与碳水化合物的化学能密度之比，k是源自于大气温室效应的增强因子，可以用当地植物生...

文章将植物的太阳能转化效率η与其生理数据蒸腾系数（transpiration coefficient） Ctr联系起来。它们满足一个简单的关系ηtr，其中r是水的汽化热与碳水化合物的化学能密度之比，k是源自于大气温室效应的增强因子，可以用当地植物生长期内的平均气温来估算。此结果不涉及光合作用的机理，具有一定的普适性。

关键词：

C15NO4H_nIm（n=11,12,13,m=4,3,2,n+m=15）结构与光谱性质的密度泛函理论研究

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光谱学与光谱分析 2024年第11期 3142-3148页

作者：郭雅晶李秀燕太原师范学院物理系太原理工大学物理学院

二碘甲状腺原氨酸(分子式为C15NO4H13I2),三碘甲状腺原氨酸(分子式为C15NO4H12I3)以及四碘甲状腺原氨酸(分子式为C15NO4H11I4)作为甲状腺分泌的主要激素，对人脑的发育、神经递质的合成、新陈代谢的调节和甲状腺功能正常运作等起到至关... 详细信息

二碘甲状腺原氨酸(分子式为C15NO4H13I2),三碘甲状腺原氨酸(分子式为C15NO4H12I3)以及四碘甲状腺原氨酸(分子式为C15NO4H11I4)作为甲状腺分泌的主要激素，对人脑的发育、神经递质的合成、新陈代谢的调节和甲状腺功能正常运作等起到至关重要的作用。通过理论计算方式对C15NO4H_nIm（n=11, 12, 13,m=4, 3, 2,n+m=15）三种化合物进行系统研究，为今后的实验研究提供详实的理论依据。通过Gaussian软件包和GaussView软件结合进行理论计算，在选用B3LYP/Lanl2mb基组水平上，首先采用密度泛函理论（DFT）优化了C15NO4H_nIm（n=11, 12, 13,m=4, 3, 2,n+m=15）三种团簇的几何和电子结构。然后基于这些团簇的基态稳定结构下，其激发态吸收谱和发射谱的研究使用相同的基组水平并采用极化连续介质模型（PCM）下运用含时密度泛函理论（TDDFT）进行。研究结果表明，优化所得C15NO4H_nIm（n=11, 12, 13,m=4, 3, 2,n+m=15）团簇的几何结构对称性均为C1;在C15NO4H_nIm（n=11, 12, 13,m=4, 3, 2,n+m=15）基态稳定结构基础上，得出它们的输运性质，即二碘甲状腺分子(C15NO4H13I2)既不具有p型输运性质亦不具有n型输运性质，而三碘甲状腺素(C15NO4H12I3)和四碘甲状腺素(C15NO4H11I4)团簇均为p型输运材料；通过含时密度泛函理论，在优化好的基态结构基础上，又计算了它的溶剂效应，进一步得出该分子在水溶剂中的吸收谱特性，同时通过研究还获得了C15NO4H_nIm（n=11, 12, 13,m=4, 3, 2,n+m=15）团簇的手性光谱ECD特征图谱。理论研究可以为实验研究提供可对比的理论数值，为今后的实验研究提供了可行性参照值。

关键词：甲状腺素密度泛函理论含时密度泛函理论手性光谱

二硅化钴/二硅化钛结:寻找自旋三重态p波超导体

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物理 2024年第5期53卷 341-343页

作者：林志忠台湾阳明交通大学电子物理系中国台湾新竹30010

寻找非常规超导体,包括自旋三重态(spin-triplet)电子配对对称性超导体,是当前凝聚态物理学的重大梦想和圣杯。除了出于对基础科学问题的重要意义,科学家们更迫切期待实用和可进行微加工处理的自旋三重态超导体的问世,能带来拓扑量子计... 详细信息

寻找非常规超导体,包括自旋三重态(spin-triplet)电子配对对称性超导体,是当前凝聚态物理学的重大梦想和圣杯。除了出于对基础科学问题的重要意义,科学家们更迫切期待实用和可进行微加工处理的自旋三重态超导体的问世,能带来拓扑量子计算机的实现。本文简介一个我们实验室设计制作的、具有潜在自旋三重态p波配对对称性的超导体/正常金属(以下简称S/N)异质结构:二硅化钴/二硅化钛结(CoSi_(2)/TiSi_(2)junctions)[1]。关于这个“非磁性”材料的自旋三重态和p波电子耦合的实验证据,主要来自于它们的电导谱线(即微分电导)与自旋单重态(spin-singlet)s波和d波S/N结的谱线形状的巨大差异,两者几乎南辕北辙。

关键词：凝聚态物理学自旋三重态配对对称性拓扑量子计算微分电导谱线形状微加工异质结构

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