小振幅近似与形变超晶格系统的动力学稳定性

假设超晶格的"锯齿形"沟道对粒子的作用可等效为形状相似的周期调制,引入正弦平方势,并在小振幅近似下,把粒子运动方程化为具有硬弹簧特性的Duffing方程.利用多尺度方法分析了共振线附近的粒子运动行为,讨论了系统的主共振、子共振和超共振.计算了超晶格"锯齿形"沟道的临界斜率与系统参数之间的关系,为能带工程或超晶格光磁电效应的进一步研究提供了理论分析.     

正弦平方势与形变超晶格系统的混沌行为

假设超晶格"折沟道"对粒子的作用等效为形状相似的周期调制,利用正弦平方势把粒子运动方程化为具有阻尼力和周期调制的非线性微分方程.利用Melnikov方法分析了系统的全局分叉和它的混沌行为.指出了超晶格沟道效应的无规现象与系统混沌的相关性.     

正弦平方势与形变超晶格系统的混沌行为

假设超晶格“折沟道”对粒子的作用等效为形状相似的周期调制,利用正弦平方势把粒子运动方程化为具有阻尼力和周期调制的非线性微分方程．利用Melnikov方法分析了系统的全局分叉和它的混沌行为．指出了超晶格沟道效应的无规现象与系统混沌的相关性．     

超晶格量子阱光学双稳态系统的全局分叉与混沌行为

基于超晶格量子阱的双稳态效应,在经典力学框架内,把粒子的运动方程化为了具有阻尼项和受迫项的摆方程.利用Melnikov方法分析了系统的全局分叉与Smale马蹄变换意义上的混沌行为,给出了系统通过级联分叉进入混沌的临界值.结果表明,系统进入混沌的临界条件与它的参数有关,只需适当调节这些参数就可以避免或控制混沌,为光学双稳态器件的设计提供了理论分析.     

掺杂超晶格光学双稳态系统的混沌行为

基于超晶格量子阱的双稳态效应,在经典力学框架内,把粒子的的运动方程化为了具有阻尼项和受迫项的广义摆方程。利用Melnikov方法构造了异宿轨道的Melnikov函数,并根据Melnikov函数有简单零点的条件,找到了系统进入Smale马蹄变换意义上的混沌临界值。结果表明,系统进入Smale马蹄意义下的混沌临界条件与它的具体参数有关,只需适当调节参数,混沌便可以原则上控制或避免,为掺杂超晶格作为光学双稳态器件的可能性提供了理论分析。     

正弦平方势与一维掺杂超晶格的能带结构

引入正弦平方势,在量子力学的框架内,把电子在掺杂超晶格中运动的Schrodinger方程化为Mathieu方程,根据Bloch定理讨论了系统能量分布,并用摄动法求解了方程的低阶不稳定区及其禁带宽度,系统自动呈现出了能带结构,再现了带电粒子同掺杂超晶格相互作用的周期性特征.同时,由于不稳定区的宽度与粒子质量、势阱宽度和深度有关,只需适当调节这些参数,就可以调节带隙宽度,从而改变材料的光电性质.     

超晶格量子阱沟道辐射的频率特征

预言了超晶格量子阱的沟道效应和沟道辐射,引入正弦平方势描述超晶格量子阱沟道粒子的运动行为,并在经典力学框架内,把粒子的运动方程化为摆方程.用Jacobian椭圆函数和椭圆积分解析地给出了系统的解和粒子运动周期,导出了量子阱沟道辐射能量与辐射谱的轨道特征.结果表明,对于能量为100MeV左右的电子,辐射能量可达keV量级(X-能区).指出了用量子阱沟道辐射作为X-激光或γ-激光的可能性.     

慢变振幅与双频激励超晶格系统的稳定性

将应变超晶格锯齿型沟道的影响等效为形状相似的周期调制,并考虑了双频激励对系统稳定性的影响。在经典力学框架内和小振幅近似下,把双频激励的粒子运动方程化为具有慢变振幅的广义Duffing方程。用摄动法分析了系统的共振现象,用平均法讨论了系统的分叉行为。结果表明,系统的不稳定性与参数有关,适当调节参数可以原则上抑制或规避系统的不稳定性。     

混合激励与应变超晶格系统沟道运动的临界特征

从势和场的观点出发讨论了带电粒子在应变超晶格中的运动行为.在经典力学框架内和偶极近似下,引入正弦平方势,把粒子运动方程化为具有阻尼项和混合激励项的广义摆方程.利用Melnikov方法讨论了系统的临界性质与混沌行为.结果表明,系统的混沌行为与它的参数有关,适当调节参数,就可以原则上保证系统的稳定性.     

双频激励与应变超晶格的倍频共振

假设超晶格锯齿形沟道对粒子的作用等效为形状相似的周期场作用,在经典力学框架内和小振幅近似下,利用正弦平方势,把粒子运动方程化为了具有双频激励的Duffing方程。由于三阶非线性,系统出现了主共振、次共振和组合共振等。用摄动法分析了系统的倍频共振,并讨论了系统的稳定性和临界条件。结果表明,当非线性强度小于临界强度时系统是稳定的。     

超晶格半导体材料的光磁电效应(Ⅰ)

从Shockley-read统计出发,引入载流子寿命与浓度的相关性,描述了超晶格半导体载流子的输运特征,将载流子的输运方程化为二阶非线性方程,并用双参数摄动法找到了方程的一般解.在二阶近似下,计算了半导体材料的短路电流和光导电流,进一步揭示了大信号情况下光磁电效应的非线性特征.     

非线性抛物线势与量子阱双稳态系统的稳定性

基于超晶格量子阱的双稳态效应,在经典力学框架内,把粒子的运动方程化为了具有阻尼项和受迫项的经典Duffing方程.利用Melnikov方法分析了系统的全局分叉与Smale马蹄变换意义上的混沌行为,给出了系统进入混沌的临界条件值.结果表明,只要参数满足临界务件,系统就是"数学"稳定的.考虑到系统进入混沌的临界条件与它的参数有关,只需适当调节这些参数,混沌就可以得以避免或控制,这为光学双稳态器件的制备和稳定工作提供理论依据.

Abstract：

Based on the bistable effect of the superlattice quantum well, the particle motion equation is reduced to the classical Dulling equation in the classical mechanics frame. The chaotic behaviors with the Smale horseshoe are analyzed by Melnikov method. The critical condition approaching to chaos is found. It is shown that the system is stable if the critical condition is satisfied, because the critical condition entered in a chaos is related to the parameters of the system, provided regulating a parameters of the system, the chaos can be avoided or controlled. The theoretical analysis is provided to the design of optical bistable stable cells.     

带电粒子在超品格量子阱沟道中的准沟道辐射

引入正弦平方势,在经典力学框架内,把粒子的运动方程化为标准的摆方程.用Jacobian椭圆函数和椭圆积分解析地给出了系统的解和粒子运动周期,并从方程的旋转周期解出发讨论了带电粒子的准沟道辐射.将准沟道辐射和沟道辐射进行了比较,发现二者的主要差别在于准沟道粒子的横向速度的平均值不为零,而它的辐射能量在k~c=0.5时,比沟道辐射大2.4倍.

Abstract：

In the frame of the classical mechanics the motion equation of particles is reduced to the pendulum equation by using the sine-squared potential. The solution of the equation and the period of the particle motion are expressed exactly by means of Jacobian elliptic function and the elliptic integral. The quasi-channeling radiation of the charged particles is discussed based on the rotational periodic solution. From the comparison between quasi-channeling radiation and channeling radiation, it is found that their main difference is that the average transverse velocity of the quasi-channeling particles is not zero,and its radiation energy is 2.4 times more than that of the channeling radiation if k~c =0.5.     

形变超晶格的位错模型与粒子的退道效应

引入位错模型讨论粒子的退道效应.把超晶格的沟道偏折等效为位错引起的沟道弯曲,并对刃型位错的退道行为作了具体分析.利用正弦平方势,把粒子运动方程化为具有外力矩的摆方程,用能量法分析了系统的相平面特征,导出了系统的退道系数.