强流相对论电子束群聚的空间电荷波理论分析

介绍了在长脉冲强流相对论速调管(RKA)研究中强流相对论空心电子束(IREBs)的一种小信号群聚理—空间电荷波理论。建立了IREBs在漂移管中传输的色散方程，以及IREBs与RKA输入腔间隙电场相互作用和IREBs在漂移管中群聚传输的传输线模型，获得了电子束经过输入腔间隙后产生的调制电流表达式。利用500 kV、3 kA、脉宽约1.4 (s的空心电子束，注入70 kW的微波调制，束流经过输入腔后，得到了约9.8％的基波电流调制深度，研究结果与理论分析基本一致。

主动空间试验中空间电荷波向电磁波的转换

本文理论分析了电子束沿地磁场穿越均匀、磁化等离子体密度跃变区域时,在弱磁场近似、哨声波激发、低频近似等几种典型情况下电子束流空间电荷波(Space-charge wave)向电磁波的转换.先运用小信号假设求得电子束入射进均匀各向异性冷等离子体之后的色散关系和空间电荷波波数,然后借助于电磁波分量和电子束速度的边界条件,求解电子束在等离子浓度发生变化区域激发的波振幅,在几种典型情形下推导出空间电荷波转换为电磁波之间转换系数的近似解,给出了相应波辐射的坡印亭(Poynting)矢量表达式.结果表明,在渡越辐射(Transition radiation)情形下电子束可以在空间等离子体中激发出阿尔芬波(Alfven wave)和哨声波(Whistler wave).所得结论可用于对主动空间试验结果的分析.

无引导磁场电子注的空间电荷波

本文导出了无外磁场电子注在等离子体约束下其上传播的空间电荷波波动方程，详细讨论了该条件下的波特性，并对等离子体频率降低因子进行了分析．研究表明，等离子体填充状况对空间电荷波性质影响甚大，选择等离子体填充因子可对空间电荷波性质进行适当的控制．

自由电子激光的空间电荷波理论

发展了相对论空间电荷波理论,并首先把空间电荷波理论用于建立自由电子激光的线性理论,揭示出自由电子激光中电子群聚及电子与波互作用机理的物理本质。并首次提出了“相对论去群聚”的物理概念,丰富了自由电子激光理论。同时提出了一些发展自由电子激光的新概念及新建议。

相对论空间电荷波理论

本文研究了相对论电子注中的空间电荷波,建立了相对论空间电荷波的一般理论。导出了空间电荷波方程,定义了相对论动电压,并探讨了它的物理含义;导出了相对论电子注的动功率流定律,求得了相对论空间电荷波的正规模式。

在速调管中空间电荷波对辐射波引起的电子束群聚的修正

在相对论情况下,导出了速调管(klystron)和契伦柯夫(Cherenkov)器件中考虑空间电荷波影响的被调制电子束的谐波电流公式;并且分析了空间电荷波对电子束群聚的影响在小信号时使群聚减小;在大信号时使群聚增强。

空间电荷波与散射电磁波频率关系的粒子模拟研究

根据等离子体三波相互作用中慢空间电荷波与散射电磁波的相位匹配关系．采用PIC粒子模拟方法，分析了漂移等离子体中影响散射电磁波相对于入射电磁波的频移变化因素．为控制散射电磁波频移实现等离子体变频调谐隐身提供可行的技术途径。

空间电荷波传播特性的PIC粒子模拟

采用周期性边界条件的二维准静电PIC粒子模拟程序对空间电荷波的产生及传播过程进行了数值模拟,给出了静止和一维定向漂移空间电荷波的产生及传播特性随等离子体参数变化的关系,通过单电子跟踪的方法,得到了波动过程带电粒子的空间状态的变化规律。其结果,将作为进一步实现空间电荷波与电磁波产生波-波相互作用过程模拟的基础。

带状电子注空间电荷波色散特性研究

在引导磁场无限大的情况下,对平板波导中带状电子注进行理论分析,得出了行列式形式的色散方程并进行数值计算。研究了空间电荷波色散曲线随电子密度、电子注厚度和电子注能量等参量的变化规律,这些规律对带状注器件的研究具有一定的参考价值。

自由电子激光的空间电荷波理论——具有纵向场分量的情况

在作者前文的基础上,进一步研究自由电子激光的空间电荷波理论,着重研究具有纵向场分量的情况。文中得出了一系列重要的结论,进一步揭示出自由电子激光中电子与波互作用物理机制的本质。文中还提出了相对论去群聚的新概念,并进行了详细的讨论。

铜氧超导材料电荷密度波和元激发的共振非弹性X射线散射研究

铜氧超导材料问世以来,其高温超导的理论机制仍有待解决.近年来,铜氧超导领域的实验进展主要集中在利用新型表征手段探索微观机理,其中同步辐射的建设推进了先进谱学技术的发展.基于同步辐射的共振非弹性X射线散射技术,因具有体测量、能量动量分辨及直接探测不同元激发色散关系的能力,在铜氧超导材料研究中得到了广泛应用.无论是B ardeen-Cooper-Schrieffer理论框架下粘合库珀对的声子,还是强关联体系中Hubbard模型预测的磁涨落和竞争序,都可以用共振非弹性X射线散射实验测量,并研究它们之间的关联.本文介绍了利用共振非弹性X射线散射测量铜氧超导材料电荷密度波及相关低能激发,包括声子异常现象的研究进展,还介绍了磁激发和超导最高转变温度的关系,最后对未来的研究方向和面临的挑战进行展望.

自由电子激光中相对论性电子束的电荷波和电流波

本文根据电子的运动方程和泊松方程描述相对论性电子束。在电子束无微扰时，空间电荷完全是抵消的，因而可使方程线性化。线性化了的方程有指数函数波形式ｅｘｐ（ｊωｔ－ｊｋ·ｒ）的解，由此得出了电子束电子电荷波和电子电流波。

掺杂剂对聚乙炔中电荷密度波的影响

用CNDO/2方法研究了各种掺杂剂对聚乙炔中电荷密度波的影响.在掺杂剂附近的碳原子上出现较大的电荷密度,且p型比n型掺杂剂的影响更大.讨论了电荷密度波与导电性的关系.

4.2K低温扫描隧道显微镜的研制及2H-NbSe_2中电荷密度波的观测

本文详细描述了自行设计和研制的４．２Ｋ低温扫描隧道显微镜的结构和性能，并报导了利用这台低温扫描隧道显微镜在４．３Ｋ下对２Ｈ－ＮｂＳｅ２单晶中的电荷密度波及高温超导体Ｂｉ２Ｓｒ２ＣａＣｕ２Ｏ８＋δ单晶电子隧道谱的观测结果。

有机铁磁体中链间电子跳跃积分诱导的电荷密度波

在考虑准一维有机铁磁体的链间相互作用、电子的巡游性、强的电子－电子关联、电子－声子耦合的基础上，在链间耦合中同时计入相邻链相同格点间电子跳跃积分和相邻链次近邻格点间电子跳跃积分，研究了链间耦合对电荷密度和自旋密度分布的影响．结果表明，链间耦合可以导致主链上出现ＣＤＷ。

准一维有机铁磁体中的电荷密度波和自旋密度波

基于考虑链间耦合的准一维有机铁磁体的理论模型 ,对存在于系统内的电荷密度波 ( CDW)和自旋密度波 ( SDW)进行了研究 .结果表明 ,系统链间耦合的振荡部分的加强将导致主链反铁磁性 SDW之振幅的减小 ,使得主链反铁磁性 SDW的耦合传递作用减弱 ,进而影响到侧自由基自旋间的铁磁耦合强度 ,这将削弱系统铁磁态的稳定性 ;在改变系统内有关耦合参数的情况下 ,均存在一个最近邻格点间的电子 -电子 Coulomb排斥相互作用的临界值 ,在该临界值处 ,系统将发生由强SDW态向强

电荷密度波电输运方程——Grüner方程解的周期性

Grüner方程是研究电荷密度波的经典模型,它是一个非线性微分方程,没有解析解.通过理论分析和数值计算,给出Grüner方程的稳定解dφ/dt是一个与sinφ有相同周期的函数的见解.由此,可以方便自然地导出电荷密度波的滑移电流遵循欧姆定律的结论,并得到与Fleming的经验公式完全相同的非线性电导公式,有助于进一步理解Grüner方程和电荷密度波输运过程之间的关系.

低维材料中的电荷密度波

电荷密度波(charge density wave, CDW)是低维体系中存在的一种重要的物理现象,对CDW的研究有助于人们对低维系统中内禀电声子耦合和关联等相互作用有更深层次的认识,同时通过对材料中CDW的精准调控可以有效控制低维材料中磁性、超导等物理性质. CDW的研究最早起源于一维和准一维材料,本文首先简要介绍了CDW的一些基本性质和一维体系中CDW的一些研究.而近些年的研究发现CDW在很多二维材料中普遍存在.本文将着重介绍二维材料中CDW的最新研究进展.通过介绍二维材料中CDW的基本物性和产生机理,讨论CDW与Mott相、超导序和其他序(自旋密度波、配对密度波)之间的相互作用;探讨CDW中存在的多电子集体激发和手性性质;介绍掺杂、高压和激光脉冲等手段对CDW的调控;最后展望相关领域中可能的研究方向.

对准一维导体中电荷密度波输运过程的新看法

The transport process of charge density wave (CDW) in a quasi-one dementional conductor can be explained by the Zener tunneling of coherent exciton gas. It is inferred from the model that CDW state is more orderly than normal electron state. The phase transition changing into normal electron state from CDW state is of second order without impurities and of first one with impurities.