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固体阿秒探测技术

中国科学:物理学力学天文学 2025年第1期 71-88页

作者：刘雅欣崔虎彬彭赛男李亮兰鹏飞陶镇生复旦大学物理学系表面物理国家重点实验室华中科技大学武汉光电国家研究中心物理学院

随着超快飞秒激光技术的不断进步,泵浦-探测技术已成为研究凝聚态材料中电子态动态变化的重要手段.然而,当探索尺度缩小至原子级别,对探测技术的时间分辨率提出了更高要求. 2023年诺贝尔物理学奖的颁发,表彰了在产生阿秒光脉冲以研究电... 详细信息

随着超快飞秒激光技术的不断进步,泵浦-探测技术已成为研究凝聚态材料中电子态动态变化的重要手段.然而,当探索尺度缩小至原子级别,对探测技术的时间分辨率提出了更高要求. 2023年诺贝尔物理学奖的颁发,表彰了在产生阿秒光脉冲以研究电子动力学方面的杰出贡献,标志着阿秒科学的重大突破.固体阿秒探测技术的出现,为实时观测和记录固体中电子的超快运动提供了前所未有的精度,揭示了这些过程背后的物理机制.本文重点介绍了阿秒光电子能谱、固体高次谐波和阿秒瞬态吸收谱这三种主要实验技术,阐述了它们的基本原理、相关应用,并展望了未来的发展趋势和方向.这些研究不仅对于全面揭示光与物质相互作用的深层次信息至关重要,也为开发新一代达到光频的超快光电子器件奠定了坚实基础.

关键词：阿秒脉冲固体高次谐波超快过程

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多功能动物活动自动监测分析仪的设计

北京生物医学工程 2001年第3期20卷 189-191,214页

作者：魏建华艾志伟潘传芳武汉大学物理科学技术学院医学物理教研室 430071

本文介绍了一种由红外光束阵列及单片机系统组成的动物活动自动监测与分析的仪器。该仪器能进行动物的一维或二维活动的检测 ,可连续工作时间在 9h以上 ,并能按具体要求进行多种统计处理 ,也可以在检测结束后查看动物在不同的时间所停... 详细信息

本文介绍了一种由红外光束阵列及单片机系统组成的动物活动自动监测与分析的仪器。该仪器能进行动物的一维或二维活动的检测 ,可连续工作时间在 9h以上 ,并能按具体要求进行多种统计处理 ,也可以在检测结束后查看动物在不同的时间所停留的位置。文中给出了电路框图及程序流程图。为了防止人为干扰动物的活动 ,仪器的监测部分与操作显示部分相互独立。本仪器经模拟小鼠试验和对小鼠活动的实际检测 ,证明仪器采集的数据准确可靠 ,可以替代容易出错的人工观察和成本较高的显像跟踪系统。

关键词：多功能动物活动自动监测分析仪设计红外线检测动物活动度单片机数理统计

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利用低轨道卫星地磁观测反演电离层电流概述

地球与行星物理论评（中英文） 2025年第1期56卷 45-66页

作者：熊超王丰珏黄宇阳钱博浩王思敏让心怡宋斯珊周云良尹凡武汉大学电子信息学院空间物理系武汉430072 湖北珞珈实验室武汉430079

随着现代卫星技术的发展,携带高精度磁力计的低轨道卫星成为地磁场观测的重要手段,可以提供全球持续的磁场观测,而不受地面和低空天气条件的影响.空间电流,特别是电离层电流,是引起地表和低轨道卫星高度处磁场扰动的主要来源.本文简要... 详细信息

随着现代卫星技术的发展,携带高精度磁力计的低轨道卫星成为地磁场观测的重要手段,可以提供全球持续的磁场观测,而不受地面和低空天气条件的影响.空间电流,特别是电离层电流,是引起地表和低轨道卫星高度处磁场扰动的主要来源.本文简要介绍了低轨磁测卫星的发展历史和在轨定标流程与方法,回顾了电离层电流的起源、研究历史及产生机制,并详细介绍了利用卫星磁测数据反演电离层不同电流的方法.基于地基和卫星磁测对同一电流的分析结果并不总是一致的,有时会出现明显的差异.造成这些差异的原因可能与采用不同的数据源(比如地基与卫星、卫星与卫星之间)及反演算法中的假设有关.基于有限的观测,在反演中通常要对电流的几何形状和所在位置进行一定的假设,而这些假设可能并不完全满足实际电流的分布.因此,将地基台站和卫星磁测结合起来,通过对比和交叉验证,是检验和改进电离层电流反演算法中假设的合理性的一种有效手段.利用融合后的磁场观测数据,建立更准确的电离层电流反演算法,全面分析电流的形态学和气候学特征,建立以地球磁场信号为媒介的空间天气监测理论与方法,将有助于提升人们对电离层发电机理论、磁层状态以及电离层与磁层之间能量耦合途径等科学问题的理解.

关键词：低轨道卫星星载磁力计电离层电流反演太阳静日电流赤道电集流场向电流

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X射线双星爆发中的黑洞吸积

科学通报 2024年第28期69卷 4230-4244页

作者：游贝徐赛恩龙毅武汉大学物理科学与技术学院武汉430072

黑洞X射线双星(简称双星)通过吸积伴星物质形成吸积盘,并产生强烈的X射线辐射.在双星爆发过程中,其物质吸积率的变化会跨越7个数量级甚至更大.与之对应的,其吸积过程会经历多种吸积模式,是研究黑洞吸积的理想实验室.双星的吸积过程常伴... 详细信息

黑洞X射线双星(简称双星)通过吸积伴星物质形成吸积盘,并产生强烈的X射线辐射.在双星爆发过程中,其物质吸积率的变化会跨越7个数量级甚至更大.与之对应的,其吸积过程会经历多种吸积模式,是研究黑洞吸积的理想实验室.双星的吸积过程常伴随着相对论性喷流,而喷流的产生与黑洞附近的磁场有关.研究双星的吸积物理能帮助我们理解吸积盘大尺度磁场的形成和输运过程,以及产生喷流的机制.因此,黑洞双星吸积是现代天文前沿研究领域之一.本文对双星爆发的多波段观测特征进行了简单介绍,并且从能谱和时变角度介绍了近些年基于慧眼卫星数据在黑洞吸积领域的研究进展.能谱研究方面,介绍了利用能谱等信息发现的热吸积流外流存在的证据,并介绍了吸积盘风对黑洞自旋测量值的影响,以及通过多波段观测数据首次发现的磁囚禁盘的形成过程.时变研究方面,从观测和理论两个方面介绍了双星准周期振荡现象中热吸积流/喷流进动模型的一些研究进展,包括准周期振荡来自喷流进动的观测证据以及关于Lense-Thirring进动的模拟工作.

关键词：黑洞吸积盘喷流磁场

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磁场下碳化物析出的热力学机制

原子与分子物理学报 2025年第4期42卷 121-130页

作者：廖已莹侯廷平杨雨豪郑一航于涛刘伍明吴开明武汉科技大学理学院武汉430081 冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室武汉430081 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081 江汉大学光电材料与技术学院光电化学材料与器件教育部重点实验室武汉430056 中国科学院物理研究所北京100190

钢中碳化物的形成主要由合金元素的种类以及含量的决定,碳化物对钢铁材料的显微组织形态和力学性能有重要影响.磁场是影响碳化物析出规律发生改变的重要因素之一.以常见的碳化物M_(6)C(M=Fe,Mo)作为研究对象,利用第一性原理计算η-Fe_(... 详细信息

钢中碳化物的形成主要由合金元素的种类以及含量的决定,碳化物对钢铁材料的显微组织形态和力学性能有重要影响.磁场是影响碳化物析出规律发生改变的重要因素之一.以常见的碳化物M_(6)C(M=Fe,Mo)作为研究对象,利用第一性原理计算η-Fe_(2)C、Fe_(3)C、Fe_(2)Mo_(4)C、Fe_(3)Mo_(3)C-Ⅰ、Fe_(3)Mo_(3)C-Ⅱ和Fe_(4)Mo_(2)C等合金碳化物的磁矩,计算结果表明其中Fe_(4)Mo_(2)C的磁矩最大,达到了7.04μB.磁矩不仅由碳化物晶胞中Fe原子个数有关,还与Fe Wyckoff占位紧密相关.通过模拟计算碳化物的磁致磁热熔、磁熵、磁焓和磁自由能,从热力学角度对各碳化物进行分析,结果表明磁场会使碳化物的磁致磁热熔和磁熵增加;强磁场会降低M_(6)C的磁自由能进而提高其稳定性.此工作为研究核聚变材料磁性能提供理论基础和技术参考.

关键词：磁场碳化物析出相热力学机制

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三模高斯态光场非局域性的增强

物理学报 2009年第3期58卷 1679-1684页

作者：周本元黄晖李高翔华中师范大学物理科学与技术学院武汉430079 空军雷达学院物理教研室武汉430019

提出了增强三模高斯态光场非局域性的方案.结果表明:通过一个IPS(inconlusive photon subtraction)过程的非高斯操作,可以将三模高斯态退变为非高斯态,利用Bell不等式检测发现对于较弱的输入高斯态非局域性能够得到加强.

关键词：量子力学三模高斯态光场非局域性非高斯态

气体团簇离子束装置的设计及其在表面平坦化、自组装纳米结构中的应用

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物理学报 2020年第9期69卷 113-122页

作者：曾晓梅 Vasiliy Pelenovich Rakhim Rakhimov 左文彬邢斌罗进宝张翔宇付德君武汉大学物理科学与技术学院武汉430072 武汉大学动力与机械学院武汉430072

根据超声膨胀原理,n(10-10^4)个气体原子可以绝热冷却后凝聚在一起形成团簇,经过离化后,形成带一个电荷量的团簇离子,比如Arn^+.当团簇离子与固体材料相互作用时,由于平均每个原子携带的能量(~eV)较低,仅作用于材料浅表面区域,因此,气... 详细信息

根据超声膨胀原理,n(10-10^4)个气体原子可以绝热冷却后凝聚在一起形成团簇,经过离化后,形成带一个电荷量的团簇离子,比如Arn^+.当团簇离子与固体材料相互作用时,由于平均每个原子携带的能量(~eV)较低,仅作用于材料浅表面区域,因此,气体团簇离子束是材料表面改性的优良选择.本文介绍了一台由武汉大学加速器实验室自主研制的气体团簇离子束装置,包括整体构造、工作原理及实验应用.中性团簇束由金属锥形喷嘴(F=65-135μm,q=14°)形成,平均尺寸为3000 atoms/cluster,经离化后,其离子束流达到了50μ***团簇离子因其反应活性较低,本文运用Ar团簇离子(平均尺寸为1000 atoms/cluster)进行了平坦化和自组装纳米结构的研究.单晶硅片经Ar团簇离子束处理后,均方根粗糙度由初始的1.92 nm降低到0.5 nm,同时观察到了束流的清洁效应.利用Ar团簇离子束的倾斜(30°-60°)轰击,在宽大平坦的单晶ZnO基片上形成了纳米波纹,而在ZnO纳米棒表面则形成了有序的纳米台阶,同时,利用二维功率谱密度函数分析了纳米结构在基片上的表面形貌和特征分布,并计算了纳米波纹的尺寸和数量.

关键词：气体团簇离子束表面平坦化自组装纳米结构功率谱密度函数

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GaN蓝光LED电极接触电阻的优化

半导体光电 2006年第6期27卷 742-744,755页

作者：裴风丽陈炳若陈长清武汉大学物理科学与技术学院

通过分析LED的工作电压和晶圆上两相邻N电极间电阻来讨论快速退火(RTA)和表面处理对GaN基蓝光LED接触电极的影响。研究了p-GaN表面处理对Ni/Au与p-GaN接触电阻的影响。结果表明,用KOH清洗p-GaN表面比用HCl清洗更能有效地改善Ni/Au与p-Ga... 详细信息

通过分析LED的工作电压和晶圆上两相邻N电极间电阻来讨论快速退火(RTA)和表面处理对GaN基蓝光LED接触电极的影响。研究了p-GaN表面处理对Ni/Au与p-GaN接触电阻的影响。结果表明,用KOH清洗p-GaN表面比用HCl清洗更能有效地改善Ni/Au与p-GaN的接触电阻。讨论了在氧和氮混合气氛下两种退火温度对P电极接触电阻的影响,当退火温度从570℃升到620℃时接触电阻升高。研究了氮气氛下不同退火温度和时间对LED电极接触的影响,发现在480℃下连续退火对N接触有利,但却使P接触变差,而450℃、10 min的氮气氛退火能同时得到较好P接触和N接触。

关键词： GaN基蓝光LED 接触电阻 RTA 表面处理

自具微孔聚合物在电化学能源转化及储存中的应用

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科学通报 2023年第31期68卷 4210-4230页

作者：谢驰林柳李喆珺武汉大学物理科学与技术学院电化学储能实验室武汉430072

清洁能源的储存和转化是人类应对能源危机的重要手段,其中电化学能源转化(如燃料电池)及储存(如液流电池(redox flow batteries,RFBs)、锂基动力电池等)技术受到广泛关注.然而,其商业化应用面临稳定性差、功率低及成本高等挑战.自具微... 详细信息

清洁能源的储存和转化是人类应对能源危机的重要手段,其中电化学能源转化(如燃料电池)及储存(如液流电池(redox flow batteries,RFBs)、锂基动力电池等)技术受到广泛关注.然而,其商业化应用面临稳定性差、功率低及成本高等挑战.自具微孔聚合物(polymers of intrinsic microporosity,PIMs)中高度扭曲的刚性链结构赋予其超高比表面积(Brunauer-Emmett-Teller specific surface area,SABET)及埃米级微孔,可被应用于离子交换膜(ion-exchange membranes,IEMs)、电活性物质及界面功能层等关键部件,以提高电化学能源装置的性能,是一种极具应用前景的多孔材料.本文根据反应原理分类现有的PIMs材料,总结了经典PIMs的合成、官能团化及其微孔结构、性质的调控策略,对PIMs分子结构、孔结构及膜结构的表征方法,以及先进的原位表征和理论模拟手段,以推动对PIMs微孔中传质机理的认识,重点综述了PIMs在电化学能源转化和储存技术中的应用进展,并提出了未来的发展方向,以指导PIMs在能源领域的广泛应用.

关键词：自具微孔聚合物离子交换膜液流电池燃料电池锂-硫电池

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