提出了一种顶锥壳阵列超宽带全向超材料吸收器, 研究了圆顶锥壳的几何参数、顶部的几何形状以及不同密排方式对宽带吸收的影响。研究了包覆金属薄膜的圆顶锥壳阵列在太阳辐射能谱区的超宽带吸收特性, 结果显示在250~2500nm范围内的平均吸收率达到95.39%。在0°~65°的大角度入射下, 对于TE和TM偏振的平均吸收率分别为92.7%和94.59%, 表明所提出的结构具有偏振无关和入射角不敏感性。空气质量1.5加权平均吸收率为95.24%, 证明能够有效地吸收地球上的太阳辐射。通过结合胶体球光刻技术和表面镀膜成功制备了所提出的吸收器, 初步测试结果表明, 其吸收性能存在提升空间。

二硫化钼量子点作为过渡金属硫化物的典型代表，因其独特的光学性质和巨大的应用潜力而备受关注。本文以二硫化钼粉末状晶体为原料，采用溶剂热方法处理得到二硫化钼量子点。在一定的激发条件下，二硫化钼量子点具有很强的荧光特性，可以将其作为荧光探针去检测多巴胺。结果表明，制备的二硫化钼量子点平均尺寸大小约为3 nm，具有很强的荧光特性，荧光量子效率高达57.55％。当多巴胺浓度从0.02 μmol/L变为1 000 μmol/L时，二硫化钼量子点传感系统会呈现出线性相关的荧光猝灭，且检测限为0.32 μmol/L，灵敏度极高。在不同pH值环境和干扰物存在下，二硫化钼量子点传感系统检测多巴胺具有强稳定性和高选择性。二硫化钼量子点因纯度高、尺寸小、荧光强度高等特性在催化、光学成像、显示器件和荧光传感等方面具有潜在的应用前景。

采用水热法制备了二氧化钛纳米管-石墨烯的复合光催化剂。利用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜和拉曼光谱仪对复合材料进行了表征与分析, 并对其光催化性能进行了测试。结果显示, 同纯二氧化钛纳米管相比, 二氧化钛纳米管-石墨烯的光催化性能较高。石墨烯与二氧化钛纳米管复合, 充当电子受体, 载流子迁移率得到提高, 从而提升了光催化性能。

采用化学氧化法制备聚苯胺与还原石墨烯复合材料。复合材料的结构、晶型和电磁参数分别通过X射线衍射仪及HP8722ES型矢量网络分析仪进行表征、测试与分析。结果表明, 同聚苯胺相比, 聚苯胺与还原石墨烯复合材料的介电损耗明显增加。而且在复合材料中, 石墨烯的含量越大, 材料的微波吸收性能越好, 在频率波段(9.5～13.4GHz)反射损耗均小于-10 dB, 并在频率为11.2 GHz时达到最大反射损耗-29.69 dB。聚苯胺与还原石墨烯的复合使得材料的载流子迁移率变大, 吸波特性得到改善。

研究了二甲基亚砜（DMSO）掺杂浓度对基于聚(3-己基噻吩)(P3HT)和(6,6)-苯基碳60丁酸甲酯（PCBM）为有源层的聚合物太阳能电池性能影响。 结果表明, 掺杂DMSO可以提高聚合物太阳能电池短路电流密度和填充因子。 DMSO掺杂质量比为3%时,电池短路电流密度提高到7.88 mA·cm-2, 填充因子为55.5%。 能量转换效率达到2.54％, 相比没有掺杂DMSO的电池, 能量转换效率提高了17%。 傅里叶变换红外光谱被用于鉴定和分析掺杂DMSO对材料P3HT∶PCBM化学性质的影响。 傅里叶变换红外光谱表明, 掺杂后P3HT和PCBM的化学性质都没有改变。 为分析掺杂DMSO改善器件能量转换效率的原因, 通过紫外-可见光谱和电流密度-电压特性曲线分别表征器件的光吸收能力以及电致发光器件的载流子迁移率。 与P3HT∶PCBM薄膜相比, P3HT∶PCBM∶DMSO薄膜在可见光范围内的吸收峰有明显红移且吸收强度增强。 可见光吸收的改善是实现短路电流密度提高的有力保障。 太阳能电池性能的增强是因为DMSO的掺杂提高了P3HT∶PCBM的载流子迁移率和吸收光谱宽度。

在常压条件下使用CVD法生长单层WS2, 通过改变实验条件实现控制晶粒大小或生长成薄膜的目的。采用光学显微镜、拉曼、光致发光谱等对制备的样品进行表征, 得到了结晶质量高、尺寸达120 μm的单层WS2晶粒。同时讨论了几个重要参数如温度、生长时间以及钨源用量等对生长单层WS2的影响。结果表明: 温度对CVD生长WS2影响最大, 高温有助于生长高结晶质量的WS2。调节生长时间可以控制WS2晶粒的大小, 较长时间能生长出连续的薄膜。过量的S蒸汽会抑制WS2生长, 影响结晶质量。

采用一锅法制备还原石墨烯与片状氧化镍复合材料。复合材料的结构形貌、晶型和电磁参数分别通过扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪以及HP8722ES型矢量网络分析仪进行表征、测试与分析。结果表明，还原石墨烯与片状氧化镍复合材料同纯还原石墨烯相比在低频段(2.0~6.6 GHz)有更佳的吸收宽度和微波吸收能力，还原石墨烯与氧化镍片复合材料的介电损耗显著增加。大尺寸氧化镍片与还原石墨烯紧密复合提高了材料的载流子迁移率，从而提高了材料的吸波特性。

利用紫外光照射制作两组光纤布拉格光栅, 使用高温炉对第一组光栅进行850 ℃退火处理, 在擦除初始光栅后制备出高温再生光栅, 该组再生光栅的布拉格波长的变化范围为0.22 nm; 平均透射率为2.57 dB, 折射率变化范围为0.52 dB。 对第二组光栅在850 ℃退火处理后进行1 100 ℃后退火, 该组的布拉格波长变化范围为0.41 nm; 平均透射率为0.69 dB, 折射率变化范围为0.16 dB。 后退火处理会放大再生光栅的波长差异, 其原因是退火过程中各光栅固定拉力之间的微小差别。 光纤布拉格光栅从擦除到再生是一个可控的过程, 具有很好的重复性, 通过高温退火法制备再生光栅的大规模生产是可行的。

将本征态聚苯胺的N-甲基吡咯烷酮溶液浇铸在玻璃基板上, 烘干脱去基板后得到自支持本征态聚苯胺薄膜, 用HCl气体对薄膜进行掺杂, 通过控制掺杂时间来控制掺杂浓度。红外反射率测试结果表明: 在大气窗口内, 掺杂浓度较低时, 薄膜的红外反射率随着掺杂浓度的提高而增加; 到达一定掺杂浓度后, 反射率会随着掺杂浓度的提高有所降低, 最终趋于稳定。其中, 3～5 μm波段的最高反射率为53.1%, 8～14 μm波段的最高反射率为57.6%, 两个波段内达到最大反射率时的掺杂程度不相同。膜厚引起的干涉作用对红外反射性能也有一定影响。在所研究的掺杂范围内, 聚苯胺薄膜对微波的透射性能良好, 在某些波段对微波还有一定的吸收作用。