强激光实验室天体物理介绍

实验室天体物理是交叉于高能量密度等离子体物理学与天体物理学之间的一个新的学科生长点。利用强激光装置可以在实验室创造与某些天体或天体周围相似的极端物理环境，这样的实验条件前所未有，且与天体物理中诸多重要的物理现象直接对应。通过近距、主动、参数可控的研究，实验室天体物理有助于解决目前天体物理和等离子体物理中的一些关键的、共性的问题，并有望取得突破性成果。针对近年来国内外在该领域取得的最新研究进展进行介绍，并就将来可能开展的研究方向进行展望。     

基于深紫外激光-光发射电子显微技术的高分辨率磁畴成像

基于磁二色效应的光发射电子显微镜磁成像技术是研究薄膜磁畴结构的一种重要研究手段,具有空间分辨率高、可实时成像以及对表面信息敏感等优点.以全固态深紫外激光(波长为177.3 nm;能量为7.0 eV)为激发光源的光发射电子显微技术相比于传统的光发射电子显微镜磁成像技术(以同步辐射光源或汞灯为激发源),摆脱了大型同步辐射光源的限制;同时又解决了当前阈激发研究中由于激发光源能量低难以实现光电子直接激发的技术难题,在实验室条件下实现了高分辨磁成像.本文首先对最新搭建的深紫外激光-光发射电子显微镜系统做了简单介绍.然后结合超高真空分子束外延薄膜沉积技术,成功实现了L10-FePt垂直磁各向异性薄膜的磁畴观测,其空间分辨率高达43.2 nm,与利用X射线作为激发源的光发射电子显微镜磁成像技术处于同一量级,为后续开展高分辨磁成像提供了便利.最后,重点介绍了在该磁成像技术方面取得的一些最新研究成果:通过引入Cr的纳米"台阶",成功设计出FePt的(001)与(111)双取向外延薄膜;并在"台阶"区域使用线偏振态深紫外激光观测到了磁线二色衬度,其强度为圆二色衬度的4.6倍.上述研究结果表明:深紫外激光-光发射电子显微镜磁成像技术在磁性薄膜/多层膜体系磁畴观测方面具备了出色的分辨能力,通过超高真空系统与分子束外延薄膜制备系统相连接,可以实现高质量单晶外延薄膜制备、超高真空原位传输和高分辨磁畴成像三位一体的功能,为未来磁性薄膜材料的研究提供了重要手段.     

萘基二膦酸钴配合物的合成、晶体结构和磁性质

基于萘二膦酸,采用水热法合成两例新型钴配合物[Co₄(1,4-ndpa)₂(4,4′-bpy)₂]·5H₂O (1)和[Co(1,4-ndpaH)]·1.5H₂O (2),其中1,4-ndpa^4-为1,4-萘二膦酸去质子化,4,4′-bpy为4,4′-联吡啶。在配合物1和2中,钴原子呈四配位的畸变四面体构型。配合物1的晶体结构中包含有共用顶点的四面体{CoNO₃}和{PO₃C}的梯形链,这些梯形链分别由1,4-ndpa^4-和4,4′-bpy配体与相邻的梯形链连接,形成开放的三维框架结构,结晶水分子通过氢键作用填充在骨架的空隙中。配合物2的晶体结构中包含有不同于配合物1的链结构,共用顶点四面体{CoO₄}和{PO₃C}组成的无机链仅通过1,4-ndpaH^3-配体交联形成三维开放框架结构。磁性研究表明,配合物1中Co^II存在自旋轨道耦合和/或Co^II之间存在反铁磁相互作用。     

热磁发电演示仪

利用一级相变软磁材料MnFe(P,Si)的热磁发电性能,设计了热磁发电演示装置.初步探索了MnFe(P,Si)化合物在热磁发电中的应用,改进其性能为实际发电作了基础性的研究.     

基于伊辛模型的Fe_(0.5)Mn_(0.1)Al_(0.4)合金磁化强度和磁熵变蒙特卡洛模拟

基于伊辛模型的单自旋反转蒙特卡洛算法,考虑了粒子间的最近邻以及次近邻相互作用,研究了无序Fe0.5Mn0.1Al0.4合金的磁化强度和磁熵变.首先,强调了粒子间的次近邻相关作用对体系的磁性和热力学性质的影响,明确了次近邻相互作用系数,证实了低温合金阻挫的存在;其次,研究了在相变温度处(不同磁场下)磁化强度随外加磁场(温度)的变化情况以及磁性粒子对磁化强度的贡献,发现反铁磁性粒子Mn在低温区对Fe0.5Mn0.1Al0.4合金的相变起了主要作用,而高温区体系的相变是由铁磁性粒子Fe贡献的;最后,分析了体系在相变温度处磁熵变数值随外加磁场的变化情况以及磁熵变在不同的外磁场下随温度的变化情况,当外加磁场H=0.14(a.u.)时,Mn粒子在冻结温度处的平均磁化强度为零,体系处于最无序的状态,对应的磁熵变ΔS(0.1,0.14)达到了正向最大值,极值的位置对应于体系的相变温度.     

掺杂钛酸钡薄膜的合成及性能研究

通过化学溶液沉积法制备的BiFeO3-BaTiO3薄膜在室温下能够同时显现铁电性及铁磁性。在600-700℃的条件下,以Pt/TiOx/SiO2/Si为载体,能够成功得到钙钛矿单相0.7BiFeO3-0.3BaTiO3薄膜。随着结晶温度上升,晶粒持续增长,最终在700℃到达更高的结晶度。由于0.7BiFeO3-0.3BaTiO3薄膜的绝缘电阻较低,它所显现的极化（P）-电场（E）磁滞回线较弱。尽管如此,由于在0.7BiFeO3-0.3BaTiO3薄膜铁的位置上添加锰,高作用场的漏电流有效地减少,最终铁电性质得到了提高。在室温下,添加了摩尔分数5%的锰的0.7BiFeO3-0.3BaTiO3薄膜同时显现铁电极化和铁磁磁化磁滞回线。     

纵向不均匀磁场中等离子体的平衡

讨论了由于纵向磁场不均匀引起的磁约束等离子体的变形，在表面电流分布与体电流分布情形下分别求得磁面变形与各参数之间的关系，给出了等离子体平衡对于不均匀磁场参数相应的限制。     

基于GPS辅助以实现捷联式数字磁罗经自动消差的研究

针对目前使用的磁罗经体积重量大,消差操作依赖人工进行的不足,提出一种能够自动测校误差的数字式磁罗经系统。利用椭圆假设求解数字磁罗经的自差及相应的误差补偿方法,同时基于GPS信号的辅助,将船舶位置信息引入描述地球地磁磁差的八阶泰勒多项式中,得到在不同位置时的磁差修正值。然后经过计算机处理求得真实航向,完成对数字磁罗经的自动消差。