金刚石表面的电子特性很容易受到其表面覆盖物的影响，而目前表面稳定、性能优良的表面覆盖层依然处于研究与寻找中。本文研究的过渡金属Cu不仅在半导体微加工中被广泛使用，更由于过渡金属Cu与金刚石都具有优异的散热性能，因此Cu覆盖金刚石已经超出寻常电极使用的意义，其金属-半导体结构更具有表面修饰剪裁电子特性的功能。文中通过使用密度泛函模拟方法，研究了Cu的不同覆盖度(0.25 ML、0.5 ML和1 ML)下金刚石(001)表面的单原子吸附能、稳定构型以及稳定体系的能带结构特性。结果表明，各种覆盖度下的Cu原子在金刚石(001)表面具有较稳定的表面吸附构型，并且过渡金属Cu的覆盖使得金刚石(001)表面产生了约为-0.5~-0.3 eV的负电子亲和势，肖特基势垒高度约为-0.16~0.04 eV，这些理论结果与实验结果基本一致。因此过渡金属Cu作为表面覆盖层在金刚石基电子发射器方面具有重要的应用价值。

为提高小口径非球面硫系玻璃镜片热压成型质量, 避免成型缺陷, 通过热压过程的有限元分析, 提出了一种新的非等温热压成型法。在上模仁和上加热板之间设置加热间隙, 对上、下加热板设置不同的加热温度, 以实现玻璃预形体的非等温加热。首先, 根据硫系玻璃高温粘弹性本构模型和热传递模型, 结合相关参数建立了镜片热压过程的有限元模型; 接着, 采用所建立的模型, 分析了非等温温差对玻璃预形体内部的温度分布、成型镜片最大残余应力分布及轮廓偏移量的影响, 以确定最佳的温差值; 最后, 进行了镜片的非等温热压成型实验, 并将仿真和实验结果进行了对比研究, 以验证仿真模型和结果的有效性。仿真与实验结果均表明, 最佳的非等温温差值为10 ℃。该条件下, 仿真获得的玻璃预形体内部温度差仅为2.6 ℃, 成型镜片最大残余应力可减至3.375 MPa, 成型镜片ASP1和ASP2的轮廓偏移量最大值分别为0.562 μm和0.615 μm; 实验获得的成型镜片ASP1和ASP2的PV值分别为118.2、194.0 nm, Ra值分别为17.0、37.8 nm, 轮廓偏移量最大值分别为0.583、0.644 μm, 均满足精度要求。仿真与实验结果具有较好的一致性, 采用合理的温差值进行镜片的非等温热压成型, 可有效降低玻璃预形体内部温度差及成型镜片最大残余应力, 避免粘连、气泡等成型缺陷, 提高成型镜片的精度。

为实现小口径双非球面硫系玻璃镜片的高精度批量制造, 通过仿真与实验, 对镜片模压成型冷却阶段的冷却间隙进行了研究, 揭示了其对镜片成型质量的影响规律。首先, 对硫系玻璃模压成型的高温粘弹性力学模型、结构松弛模型以及界面热传递模型进行了分析, 并将其应用于仿真研究; 其次, 对目标镜片进行了模压成型仿真, 探讨了冷却间隙条件对镜片内部温度、应力分布以及轮廓偏移量的影响; 最后, 进行了与仿真研究相对应的模压成型实验, 分析了冷却间隙条件对成型镜片表面形状精度PV、表面粗糙度Ra及轮廓偏移量的影响, 并将仿真与实验结果进行了对比研究, 以验证仿真模型和结果的有效性。仿真分析结果表明: 冷却间隙为0.1 mm时, 镜片冷却后应力最小, 为3.897 MPa; 成型镜片非球面ASP1和ASP2的轮廓偏移量最大值分别为1.054 μm和0.858 μm。实验结果表明: 冷却间隙为0.1 mm时, 模压得到的成型镜片表面质量最好, ASP1和ASP2的PV值分别为170.8 nm和223.6 nm, Ra值分别为22.7 nm和24.9 nm, 轮廓偏移量最大值分别为0.896 μm和0.738 μm。因此, 可确定最小冷却间隙为0.1 mm。仿真与实验结果具有较好的一致性, 冷却间隙对小口径双非球面硫系玻璃镜片的成型质量有一定的影响, 确定最小冷却间隙可有效提高成型镜片的表面质量。

为实现小口径双非球面硫系玻璃镜片的精密模压成型制造, 通过正交模压成型实验, 研究了相关工艺参数对成型镜片质量的影响规律。首先, 介绍了模压成型过程和用于实验的PFLF7-60A型多工位模压成型机床, 并根据非球面曲线公式设计了目标镜片。然后, 选定了一种环保型硫系玻璃IRG205, 通过VFT方程拟合了玻璃粘度与温度之间的关系, 确定了模压温度, 并对各工位实验参数进行了设置。最后, 利用无镀膜模具及球形预形体进行了正交模压成型实验, 分析了实验条件下模压温度、加压载荷及保持压力等成型工艺参数对镜片成型质量(形状精度PV、表面粗糙度Ra及轮廓偏移量)的影响规律, 并获得了优化的成型工艺参数。结果显示: 在优化的工艺参数下, 成型镜片ASP1和ASP2的PV值分别为129.2 nm和174.8 nm, Ra值分别为19.6 nm和25.6 nm, 轮廓偏移量分别为0.614 μm和2.682 μm, 基本满足镜片高精度应用的要求, 为小口径双非球面硫系玻璃镜片的高精度批量制造提供了参考和依据。

高迁移率的二维电子气在纤锌矿结构Zn1-xMgxO/ZnO异质结构中被发现, 二维电子气的产生很可能是由于这两种材料界面上存在不连续性极化。本文基于第一性原理GGA+U方法研究了Zn1-xMgxO合金的自发极化随Mg组分x的变化关系, 其中极化特性的计算采用Berry-phase方法。我们将极化分为3个部分: 电子极化、晶格极化以及压电极化, 结果表明压电极化在总极化中起着主要作用。

在北京同步辐射光源4B7B实验站上，采用透射光栅配X射线电荷耦合元件(CCD)的方法对单色光进行了检验，在优化高次谐波抑制方法后，开展了X射线CCD的灵敏度标定实验研究；在标定数据处理过程中，提出了等效曝光时间的概念，修正了快门开合造成的曝光时间误差。标定实验获得了100~1 500 eV能区CCD的灵敏度，补充了300~600 eV能区CCD灵敏度标定数据，验证了简化模型的正确性。

A high-repetition-rate eye-safe optical parametric oscillator (OPO), using a non-critically phase-matched KTP crystal intracavity pumped by a passively Q-switched Nd:GdVO4/Cr4+:YAG laser, is experimentally demonstrated. The conversion efficiency for the average power is 7% from pump diode input to OPO signal output and the slope efficiency is up to 10.3%. With an incident pump power of 7.3 W, the compact intracavity OPO (IOPO) cavity, operating at 15 kHz, produces an average power of 0.57 W at 1570 nm with a pulse width as short as 6 ns. The peak power at 1570 nm is higher than 6.3 kW.