为了满足MHz以上频率的GaN半桥栅驱动系统的应用需求,提出了一种高速高可靠性低功耗的低FOM电平位移电路。串联可控正反馈电平位移电路通过仅在转换过程中减弱正反馈力度,实现了低传输延迟和高共模噪声抗扰能力,同时采用最小短脉冲电路设计以降低功耗。该电平位移电路基于0.5 μm 80 V高压(HV) CMOS工艺进行设计与仿真验证,结果表明,电路具有960 ps的传输延时、50 V/ns的共模噪声抗扰能力和0.024 ns/(μm·V)的FOM值。

柴油车尾气NOx后处理技术对冷启动阶段NOx净化效果较差，被动NOx吸附剂(PNA)应运而生。分别采用等体积浸渍法和离子交换法将1% Pd负载于m(Si)/m(Al)为11.5的ZSM-5分子筛，获得Pd/ZSM-5 PNA材料。考察反应气氛(有无O2和H2O)对2种不同Pd负载方式PNA吸附-释放NOx性能的影响。采用X射线衍射、N2吸附-脱附曲线测定、透射电子显微镜、原位漫反射Fourier变换红外光谱和NH3程序升温脱附手段，从Pd/ZSM-5结构性质，Pd物种形态和酸性质分析以上因素的影响作用机制，并进一步评价预处理气氛中O2作用。结果表明：反应气和预处理气氛存在O2及等体积浸渍法中存在更多NO活性吸附位点从而提高Pd/ZSM-5的NO吸附能力。此外，O2促进NOx低温(~200 ℃)释放，等体积浸渍法使释放温度降至430 ℃，有利于材料再生。H2O抑制了NO吸附，但可提高NOx高温释放能力。为设计高性能Pd/分子筛提供建议，具备高吸附-释放能力是开发高性能PNA的重要前提。

为降低真实毫米波辐射图像的模糊现象，提出了一种基于残差尺度递归网络（RSRN）的毫米波辐射图像盲去模糊方法。RSRN采用多级残差递归结构，在编码器-解码器网络结构中添加级联残差连接和多尺度循环连接。充分利用毫米波辐射图像多尺度特征信息可以提升模型性能，同时使网络的训练更加稳定。最后，通过端到端的方式对毫米波辐射图像进行去模糊。实验结果表明，与现有的图像去模糊方法相比，所提方法消除模糊的同时更好地保留了细节信息，并且呈现出较好的定性和定量结果。

为了实现长波红外光谱的高吸收,结合阻抗匹配理论和时域有限差分方法设计了一种长波红外超宽带完美吸收器。首先,分析了金属-介质-金属结构的超材料吸收器,该吸收器在7~14 μm波段内的平均吸收率大于91%。然后,在金属-介质-金属结构的基础上提出了一种嵌入式结构的超宽带完美吸收器,该吸收器在7~14 μm波段具有近乎完美的吸收特性,平均吸收率可达到97.55%,且具有偏振不敏感特性;在入射角度为50°时的平均吸收率仍大于90%(横磁模式下为90.5%、横电模式下为93.7%)。研究结果表明,表面等离子体和法布里-珀罗谐振腔等多种模式的共同作用是获得宽波段完美吸收的主要因素。设计的吸收器在红外光谱内实现了优异吸收,在能量收集、红外传感器等领域具有潜在的应用价值。

光催化技术是一种将太阳能转换为化学能的新技术，基于该技术可利用半导体光催化材料实现光催化分解水制氢、二氧化碳还原制备有机物、降解有机污染物等，是解决未来能源和环境问题的潜在途径之一。然而，作为光催化技术的核心，光催化材料面临着光吸收范围窄、光生载流子分离效率低等问题，这些问题严重制约着光催化能量转化效率及其实际应用。针对制约光催化材料活性的关键科学问题，近年来本课题组从晶体学基本原理出发，基于半导体材料结构与性能的关系，通过对半导体材料的晶体结构、电子结构、微结构参数进行设计与调控，探索制备了一系列具有宽光谱响应范围、高载流子分离效率的新型高效光催化材料，为设计制备新型高效光催化材料提供了一些新的设计思路和材料制备方法。

针对三波段红外火焰探测器中可能出现的单一非火焰波段通道的数据丢失、失真、饱和 3种对火焰特征数据的强干扰情况, 本文提出了一种改进型 T-S（Takagi-Sugeno, 高木-关野）模型 RBF（Radial Basis Function, 径向基函数）神经网络的火焰识别的鲁棒性融合算法。该算法通过聚类算法确定模型需要的模糊规则数, 在模糊后件多项式中加入特征分量隶属度生成节点输出, 同时定义了加权模糊节点激活度和特征表征系数代替了原先模型的马氏距离（模糊规则适用度）。通过设计三波段火焰探测器并进行了常规及鲁棒性实验, 实验数据证实, 改进型模型在隐含层所需节点数、收敛速度、精度、泛化能力、鲁棒性上较传统 T-S模型的 RBF神经网络模型、GA（Genetic Algorithm, 遗传算法）-BP（Back Propagation, 反向传播）模型都有明显的提升。

根据多尺寸结构特性和阻抗匹配理论,设计一种矩形层叠结构的超宽带完美吸收器。该吸收器由两层不同尺寸的金属-半导体薄膜-半导体组成,其可以激发多种谐振模式,实现超宽带的完美吸收。采用时域有限差分法研究和分析吸收器的吸收光谱和电磁场能量分布,以及偏振角和入射角对吸收性能的影响。数值计算结果表明,该吸收器在可见光-中红外范围内的平均吸收率高于97%,并具有偏振独立性;当入射角度为60°时,平均吸收率仍高于90%;宽波段的完美吸收由间隙表面等离激元、传导表面等离激元和法布里-珀罗谐振等多种模式的共同作用来实现。

针对传统纳米天线结构存在频段窄、透射率低的问题, 设计了十字缝隙分形纳米天线结构。采用时域有限差分法计算了十字缝隙分形纳米天线结构的异常透射特性, 分析了均匀十字缝隙结构与其之间的透射特性差异, 并讨论了物理参数对十字缝隙分形纳米天线异常透射特性的影响及分形尺寸与非分形尺寸下的纳米天线透射谱变化关系。结果表明, 较于均匀十字缝隙结构, 十字缝隙分形结构实现了光的异常透射及全 2π透射光束相位调控, 尺寸更小型化, 半波宽(FWHM)更宽, 透射率更高, 最高可达 99.51%; 通过调整物理参数, 透射谱呈现出红移或蓝移的特性, 实现了透射谱的可控性; 同时, 当 h=50 nm时, FWHM约为 356 nm, 透射率仍高达 95.66%, 普遍高于传统结构; 并且在大入射角度(70°)下, 峰值透射率仍旧大于 74%。总之, 较于其他纳米天线结构, 十字缝隙分形纳米天线具有宽频、可控可调、结构更微型化等特点, 且实现了光的异常透射。