在室温下，金刚石中的氮-空位（NV）色心具有荧光强度稳定、电子自旋相干时间长以及与生俱来的原子尺寸的特点，是优良的纳米量子传感器．在成像领域中，将各种超分辨成像显微技术应用于NV色心体系，发展出多种高空间纳米分辨率的成像方法．此外，NV色心作为固态量子比特可以通过光学方法对其进行初始化和读取．NV色心电子自旋量子态还可以与电...
所有经典的双模（两路径）干涉仪的相位测量精度都受限于1/（√N）（其中N为参与干涉测量的总粒子数）,这一极限被称为经典极限或标准量子极限.量子计量学最重要的目标之一是探索如何通过量子纠缠实现超越经典极限的测量精度.双数态是一种能突破经典极限的纠缠态,它由数目相等、不可区分的自旋朝上和朝下（双模）玻色粒子组成.通过光学自发参量...
为了统一描述自然界的四种基本相互作用,科学家提出了很多理论模型,其中很多理论认为牛顿反平方定律在近距离下会发生偏离,或存在其他的非牛顿引力作用,而理论的正确与否需要高精度的实验检验.国际上很多研究组在不同间距下采用不同的技术对反平方定律进行了高精度的实验检验,本文重点介绍华中科技大学引力中心采用密度调制法分别在亚毫米与微米...
等效原理是广义相对论的两个基本假设之一，也是爱因斯坦对弱等效原理的推广．目前，大量实验证明弱等效原理在一定的实验精度内是成立的．将引力与标准模型统一起来的新理论都要求弱等效原理破缺，因此更高精度的弱等效原理检验具有重要的科学意义．本文介绍了原子干涉仪的原理，回顾了利用原子干涉仪开展微观粒子弱等效原理检验实验研究的历史...
质量单位千克是国际单位制7个基本单位中惟一一个仍以实物定义和复现的基本单位.作为一种实物,其量值必然会因为环境因素及使用时的磨损而发生变化.但由于缺少更高一级的参考标准对其进行考察,国际千克原器的真实变化情况无从得知.国际计量委员会建议采用普朗克常数对千克重新定义,号召各个国家开展普朗克常数的精密测量研究工作,并要求至少有三...
随着科技的进步以及精密测量应用技术的不断提高,超稳微波源的稳定度和噪声水平等技术要求不断提高,应用范围愈加广泛,包括高性能频标研究、网络雷达研制、深空导航系统等方面.基于超稳激光和飞秒光梳的超稳光生微波源是目前频率稳定度最高的微波频率源,相对频率稳定度可达10？16@1 s量级.该装置也是未来频率标准（光频标）推广应用的基础,无论...
万有引力常数G是人类历史上引入的第一个基本物理学常数，其在理论物理、天体物理和地球物理等许多领域中扮演着重要角色．两百多年来，人们共测量出了200多个G值，但G的测量精度仍然是所有物理学常数中最差的，这一现象反映了测G工作本身的复杂性和困难性．本文简要概述了G值测量的意义和测G的历史，并结合自2010年以来国际上新出现的三个高精...
进入21世纪以来，锶原子光晶格钟经历了快速的发展，系统频移的不确定度指标已经超越现有的秒定义基准铯原子喷泉钟，进入到10^-18量级，体现了人类精密测量能力的最高水平，是精密测量物理的热点研宄内容．本综述简要介绍了锶原子光晶格钟的发展水平：详细介绍了锶原子光晶格钟的各个组成部分和关键技术、如何进行精密光谱探测和闭环锁定以及各...
本文实现了可用于锂原子频率精密测量的冷原子系统，获得了大数目的原子样品；利用西西弗斯冷却和速度选择相干布居俘获实现了。Li的冷原子的灰色黏胶冷却，原子的温度被冷却到多普勒冷却极限以下，达到50μK；利用光学频率梳，实验上测量了D1线的跃迁频率和超精细分裂，测量结果和理论计算相接近，可以和目前最精确的测量相比较．这些测量为进一...
介绍了喷泉频标的原理与发展.喷泉频标是一项近20年来发展起来的原子钟技术,它以激光冷却技术为基础,利用该技术实现了冷原子介质的俘获与上抛.冷原子介质在上抛下落过程中首先完成原子态制备,然后两次通过微波谐振腔实现Ramsey作用,在两次作用之间原子经历自由演化,最后原子经过探测区,通过双能级荧光探测法探测原子跃迁概率得到鉴频的Ramsey干...
近年来,冷原子技术和激光技术促进了高精度光频标的发展,有望在建立时间基准、推动基础研究和满足国家需求等方面发挥重要的作用.本文介绍了中国科学院武汉物理与数学研究所近年来在高准确度钙离子（40Ca＋）光频标研究方面的进展：采用新的ULE腔系统,实现了729 nm钟跃迁激光器1-100 s的频率稳定度均优于2×10^-15,通过对外场和环境效应的控制及...
氦原子是最基本的多电子原子,其精密谱是十分理想的检验多电子量子电动力学计算的平台,同时也是利用原子能级结构测定精细结构常数α的理想体系,还能获得原子核结构信息.本文结合我们团队的工作,综述基于氦原子的少体原子精密光谱研究.其中,主要包括氦原子23PJ精细结构分裂,以及23S-23P跃迁频率测定等研究,并对相关工作的前景进行了展望.
物理量的测量与单位标准的统一推动了计量学的发展．量子力学的建立，激光技术的发明以及原子与分子物理学的发展，在原理与技术上进一步刷新了计量学的研究内涵，特别是激光干涉与原子频标技术的发展，引起了计量学革命性的飞跃．基于激光干涉的引力波测量、激光陀螺仪，基于原子干涉的原子钟、原子陀螺仪等精密测量技术相继诞生，一个以量子物...
磁是一种重要的物理现象，对其进行精密测量推动了许多科技领域的发展．各类测磁技术，包括霍尔传感器、超导量子干涉仪、自旋磁共振等，都致力于提升空间分辨率和灵敏度．近年来，金刚石中的氮-空位色心广受关注．这一固态单自旋体系具有许多优点，例如易于初始化和读出、可操控、具有较长相干时间等，这使得它不仅在量子信息、量子计算等领域...
作为量子信息处理的载体，量子纠缠态一直以来都是量子信息领域的研究热点．相比于低维纠缠态，高维纠缠态使得量子通信具有更快的传输速度、更强的安全性、更高的噪声容忍阈值等特点．另外，绝热技术因其对实验参数起伏不敏感而被广泛应用于纠缠态的制备，然而绝热过程需要相当长的演化时间，因此绝热捷径应运而生．本文提出了一种采用无跃迁量...
建立含有关联噪声的双分子一单分子（DM）表面催化反应延迟反馈模型，该模型能同时显示一级和二级非平衡动力学相变，即在一级和二级非平衡动力学相变之间的反应窗口展现．讨论双分子在DM延迟反馈模型中两种吸附机制，即局域和随机吸附模型．研究结果表明：11外部噪声及两噪声关联性致使反应窗口的宽度收缩；2）内部噪声对非平衡动力学相变行为...
太赫兹雷达系统在差频信号频谱分析过程中,干扰噪声影响其测距能力.针对上述问题,提出基于自适应随机共振理论的太赫兹雷达信号检测方法,通过对含噪差频信号进行二次采样,利用自适应随机共振系统提取信号,进行尺度恢复完成测距计算.实验数据显示,不同测量距离时,相较于快速傅里叶变换法,输出信噪比的平均增益为9.684 dB,其中测量距离为1000 mm处...
自相位调制（SPM）效应会展宽窄线宽脉冲光纤激光的光谱宽度,降低其相干性.通过相位调制对SPM引起的非线性相移进行预补偿,能够使脉冲激光在光纤中进行放大和传输后保持种子激光的光谱特性.基于三波耦合方程开展数值仿真,研究了在对SPM进行＂欠补偿＂,＂完全补偿＂和＂过补偿＂的情况下,SPM预补偿对受激布里渊散射阈值和激光光谱特性的影响.开展...
在高压、高应变率加载条件下，孪晶变形对材料的塑性变形具有重要的贡献，而目前孪晶对金属材料的动态屈服强度、冲击响应等的影响还没有被充分揭示．为此，本文考虑孪晶变形和晶粒碎化，针对铍（Be）材料在高应变率加载下的动态力学响应发展了含孪晶的热弹一黏塑性晶体塑性模型．经过和实验结果的对比，发现该模型可以更准确地预测Be材料在动态...
针对含不溶性活性剂的垂直液膜排液过程，在考虑表面弹性和分离压耦合作用的基础上，采用润滑理论建立了液膜厚度、表面速度和活性剂浓度的演化方程组，通过数值计算分析了表面弹性和分离压单独作用和耦合作用下的液膜演化特征．结果表明：表面弹性与分离压均对垂直液膜排液过程有显著影响．表面弹性单独作用时，液膜初始厚度随弹性增大，黑膜仅...
为了表征激光诱导等离子体的定量特征参数，提出了一种谱线自吸收量化的方法，通过获得分析元素谱线的半高全宽来量化谱线自吸收程度，进而得到等离子体的特征参数，包括电子温度、元素含量比以及辐射物质的绝对数密度．与传统激光诱导击穿光谱定量分析方法相比，新方法由于计算过程与谱线强度弱相关，所以分析结果基本不受自吸收效应的影响，同...
以型号为FM28 V100的铁电存储器为研究对象,进行了60 Coγ射线和2 MeV电子辐照实验.研究了铁电存储器不同工作方式、不同辐射源下的总剂量辐射损伤规律,用J-750测试部分直流参数和交流参数,分析了存储器敏感参数的变化规律.实验结果表明：对动态、静态加电、静态不加电三种工作方式下的结果进行比较.其中静态加电工作方式下产生的陷阱电荷最多,是...
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法系统研究了Cu2 ZnSnS4体相的晶格结构、能带、态密度及表面重构与H,Cl和F原子在Cu2 ZnSnS4（112）表面上的吸附和钝化机理.计算结果表明：表面重构出现在以金属原子Cu-Zn-Sn终止的Cu2ZnSnS4（112）表面上,并且表面重构使表面发生自钝化;当单个H,Cl或F原子吸附在S原子终止的Cu2ZnSnS4（112）表面上时,相...
纳米金刚石（nanodiamond,ND）作为一种重要的碳纳米材料,具有表面易修饰、比表面积大、生物毒性低以及物理化学稳定性好等特点,使其在生物医学领域具有独特的优势.本文通过对ND进行分散和化学修饰得到了分散性良好的羧基化纳米金刚石（ND-COOH）,并通过透射电子显微镜、X-射线衍射、傅里叶变换红外谱仪等手段对其形貌和结构进行了表征分析.ND-C...
采用密度泛函理论第一性原理的PBE-D2方法,对半氢化石墨烯与单层氮化硼（H-Gra@BN）复合体系的结构稳定性、电子性质和磁性进行了系统的研究.计算了六种可能的堆叠方式,结果表明：H-Gra@BN体系的AB-B构型是最稳定的,为铁磁性半导体,上、下自旋的带隙分别为3.097和1.798 eV;每个物理学原胞具有约1μB的磁矩,该磁矩主要来源于由未氢化的C2原子的贡...
光散射技术通过测量悬浮液中布朗运动颗粒的平移扩散系数，得到颗粒流体力学直径或液体黏度．本文由单参数模型入手，建立了低颗粒浓度下，单颗粒平移扩散系数与颗粒集体平移扩散系数和颗粒浓度之间的线性依存关系并将其引入光散射法中，从而对现有的测量方法进行了改进．改进后的测量方法可实现纳米尺度球型颗粒标称直径的测量和液体黏度的绝对...
染料污染是水污染中最严重的问题之一,吸引了很多科学家的关注.人们尝试了很多方法去解决该问题,如化学氧化法、物理吸附法、光催化降解法和生物降解法等.与其他几种方法相比,光催化法有着低能耗、环保以及高效等优势.三氧化钨是常见的半导体材料,具有独特的光学性能,近年来受到了广泛的研究.本文以钨酸钠和硫脲为前驱体,通过水热法制备了三氧化...
金刚石的限形生长有利于其后续加工.对于磨料级金刚石限形生长的研究已经比较透彻,但金刚石大单晶的限形生长尚缺乏全面系统的研究.本文以FeNi（64wt％：36wt％）合金为触媒,利用高温高压下的温度梯度法在5.6 GPa时对不同温度下分别沿（100）面和（111）面生长的Ib型金刚石大单晶的晶形进行了研究.研究表明：随着温度的升高,沿（100）晶面生长的...
采用退火法模拟研究受外力F驱动的高分子链在吸引表面的吸附特性.通过高分子链的平均表面接触数〈M〉与温度T之间的关系计算临界吸附温度Tc,并发现Tc随着F的增加而减小;进而通过高分子链的均方回转半径分析外力驱动作用对高分子链构象的影响,并从回转半径极小值或者垂直外力方向的y和z分量的变化交叉校验临界吸附点Tc.模拟计算了处于吸附状态的...
航天器中电子器件在轨服役期间,会遭受到空间带电粒子及各种射线的辐射环境的显著影响,易于造成电离辐射损伤.本文采用60 Coγ射线辐照源,针对有/无Si3 N4钝化层结构的横向PNP型（LPNP）双极晶体管,开展了电离辐射损伤效应及机理研究.利用KEITHLEY 4200-SCS半导体参数测试仪测试了LPNP晶体管电性能参数（包括Gummel特性曲线和电流增益等）.采用深...
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