构建宽窄带隙同型异质结构的双层薄膜是提高透明导电薄膜光电性能的新思路。采用基于密度泛函的第一性原理，对本征和掺杂SnO2/SnSe2的电子结构、光学性质、载流子迁移率、电荷分布、能带排列进行计算。结果表明：本征和掺杂SnO2/SnSe2电子结构内部存在的电势差会使体系内部的电子向着界面处或SnSe2处转移，处于界面处的电子会在界面间隙内形成二维电子气并在界面处高速移动，从而提高了载流子的迁移率，而处于SnSe2处的电子由于没有杂质离子散射的影响迁移率也相应提高，4种不同掺杂类型异质结构的载流子迁移率分别为772.82、5 286.04、2 656.90 m2/(S·V)和17 724.60 m2/(S·V)，光学透过率在80%以上。

本文采用湿法刻蚀法将单层石墨烯(G)与掺氟二氧化锡(FTO)薄膜复合在一起, 采用拉曼(Raman)光谱、聚焦离子束(FIB)和透射电子显微镜(TEM)研究了G/FTO双层薄膜的结构、表面和界面形貌、元素分布等信息; 采用基于原子力显微镜(AFM)的开尔文探针力显微镜(KPFM)和导电原子力显微镜(C-AFM)研究了FTO薄膜和G/FTO双层薄膜的形貌、接触电势差(CPD)、功函数、接触势垒。结果表明, FTO薄膜和G/FTO双层薄膜的接触电势差分别为-0.474、-0.441 V, 两者功函数分别为5.329、5.296 eV。与FTO薄膜相比, G/FTO双层薄膜的迁移率由21.26 cm2·V-1·s-1增加到23.82 cm2·V-1·s-1。FTO薄膜和G/FTO双层薄膜相应的势垒高度分别(0.39±0.06) V和(0.33±0.05) V, G/FTO双层薄膜的势垒高度更小。

为了更好、更安全地利用丰富的海砂资源，减缓河砂供应难题，通过大规模的试验研究了净化海砂中不同氯离子含量对C40~C70混凝土抗压强度、抗碳化性能、抗硫酸盐侵蚀性能、钢筋锈蚀程度、抗氯离子渗透性能及电化学性能的影响及机理。结果表明，当氯离子含量不高于0.150%(质量分数，下同)时，随着氯离子含量的增加，C40~C70混凝土的抗压强度提高并且后期抗压强度持续增长，同时C40~C70混凝土的抗碳化性能和抗氯离子渗透性能也有所提高。当氯离子含量不高于0.060%时，C40~C70混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能增强，当氯离子含量不低于0.150%时，硫酸盐的侵蚀加剧。当氯离子含量不高于0.008%时，钢筋锈蚀会延缓，当氯离子含量不低于0060%时，钢筋锈蚀会加速。

玻璃在中国史料中早有记载, 但是由于长期存在名称和质地的混淆, 且近现代有关中国古代玻璃的研究起步较晚, 关于古代硅酸盐玻璃的风化和成分研究比较缺乏。以往研究古代玻璃器的著作, 多是从王朝更替的角度, 对文化交流、化学分析等方面研究玻璃的文化艺术形态及其自身的运行发展的规律, 较少有学者系统建立数学模型并使用智能算法定性定量开展风化硅酸盐玻璃原成分预测及亚分类方法研究。本工作以多组风化和未风化硅酸盐玻璃为研究对象, 提取其化学成分含量、纹饰和颜色等数据, 利用Spearman系数分析了纹饰、颜色和玻璃大类之间的相关性并研究影响表面风化的因素; 利用决策树进行大致分类, 然后用神经网络预测玻璃风化前主要化学成分的含量, 并总结硅酸盐玻璃的分类依据。此后通过K-means聚类建立分类模型: 确定最佳类别数, 进行亚类划分, 寻找铅钡玻璃和高钾玻璃的最优分类数量。研究结果表明, 只有玻璃类型对表面风化具有显著影响; 风化过程中参与度较高的化学成分为二氧化硅、氧化铝、氧化铅、氧化钡、氧化铅和五氧化二磷; 风化后, 铅钡玻璃二氧化硅含量明显下降, 氧化铅含量明显上升, 而高钾玻璃二氧化硅含量明显上升, 氧化钾氧化钙和氧化铝含量明显下降; 高钾玻璃分为3个亚类, 铅钡玻璃分为4个亚类。为后续利用机器学习研究古代硅酸盐玻璃的风化和成分提供了参考。

有机-无机压电材料是一种分子铁电体, 具有柔性、结构灵活、易成膜、全液相合成及环保节能等优点, 可满足新一代薄膜器件及可穿戴设备的需求。该文以三甲基卤代甲基铵(TMXM, X=F, Cl, Br)为有机部分, MnCl2为无机部分, 通过溶液蒸发法制备了具有钙钛矿分子结构的有机-无机压电材料三甲基氯三氯化锰(TMCM-MnCl3), 并对其分子结构组成、压电、热学、声学及铁电性进行表征。结果表明, TMCM-MnCl3的压电常数为106 pC/N, 居里温度为130 ℃, 声阻抗值约为16.5 MRayl, 低于压电陶瓷PZT-4(大于33 MRayl), 具有广阔的应用前景。

宽带高损伤阈值低色散镜是拍瓦激光系统中不可或缺的光学元件。系统性地研究了金属-介质镜、介质镜和组合介质镜的光学性能、色散特性、抗损伤特性以及损伤机理。介质膜能够提高金属膜的损伤阈值,银-介质低色散镜的传输效率和损伤阈值比Au、Al更高;在飞秒激光作用下,金属-介质镜在近损伤阈值处为典型的鼓包形貌,这是由于金属层吸收了大量能量而产生了热应力破坏。在组合介质镜中,保护层HfO2的存在降低了Ta2O5中的电场,初始损伤层被转移至HfO2中,且在不牺牲反射带宽和色散性能的前提下介质膜的损伤阈值得到了提升。

高能光源(HEPS)要求束流轨道稳定性达到0.1 μm。束流位置探测器系统(BPM)作为储存环的重要系统，其测量数据在监测和实现束流轨道稳定中具有重要作用，需要具有长期稳定性。为抑制由于机械振动、环境温度变化导致的机械形变等对BPM探头机械稳定性的影响，需为BPM探头设计独立稳定的支撑系统，使其具有较高的固有频率、较小的振动放大比和较小的温度形变。本文首先考虑温度形变，选取具有良好温度稳定性的Invar36合金作为支架的主体结构材料；为加工及安装方便，杆板结构选作支架模型，通过仿真测试寻找最优结构；利用ANSYS软件中拓扑优化寻找限制空间内实现最大固有频率的模型结构，为支架设计做指导；加工支架实物，并在实验室测量。支架实验室测量结果与仿真结果进行比较，进而优化安装方式。在四种安装方式下对支架进行测试，为支架在光源实地安装提供参考。

根据物理气相传输法(PVT)AlN晶体生长特点及工艺要求，自主设计了AlN晶体生长炉及其配套热场。FEMAG 软件热场模拟结果表明，自主设计的晶体生长炉及其配套热场可以达到AlN晶体生长所需坩埚内部温度梯度要求。基于设计的PVT生长炉，开展了在2250℃生长温度、40h长晶时间条件下的自发形核生长实验。实验研究结果表明，在该工艺条件下，通过自发形核可生长得到典型长度为3~5mm、直径为2mm的高质量AlN单晶；AlN晶体的c-plane(0001)生长速率最快，易形成尖锥形晶体结构，不利于晶体的扩径；Raman表征图谱中AlN晶体的E2(high)半峰宽仅为5.65cm-1，表明AlN晶体质量非常高；SEM、EDS分析得出晶体内部质量较为均匀，c-plane和m-plane腐蚀形貌特征明显。