过渡金属硫族化合物（TMD）薄层仅改变几何形状（如层厚）就可调节带隙、电子亲和势和费米能级，使器件设计更灵活。但因缺乏费米能级排列信息，TMD同质/异质结器件常因未知的能带弯曲而偏离预期。利用扫描开尔文探针显微镜（SKPM）表征了TMD同质/异质结，结果显示，MoS₂和MoTe₂同质结的费米能级随层厚增加向本征费米能级移动（背景掺杂浓度降低），而MoTe₂/MoS₂异质结中探测到宽耗尽区和强光响应，同时给出表面污染（分子尺度）对单层TMD表面电势的影响。上述发现将在器件设计中帮助精准堆叠范德华（vdW）层。

利用垂直WS₂/Ga₂O₃异质结构中异质界面诱导了反常的光致发光（PL）发射。垂直堆栈的WS₂/Ga₂O₃异质界面使其形成了II型能带结构，导致与Ga₂O₃层接触的底层WS₂的PL强度下降。而异质界面的强耦合作用也影响了双层WS₂中的同质层间相互作用，使得上层WS₂出现反常的PL增强。这种堆栈新型二维异质结构为定制目标能带结构并控制其光子和电子行为提供一种新的手段。

为了提高长波红外量子阱探测器的光耦合效率和信噪比，以8.7 μm为中心波长，设计和制备了量子阱亚波长微柱阵列结构。与已经报道的金属或介质微腔结构不同，本文的微柱结构有源区包含50周期的量子阱/垒层，结合低至0.18的占空比，可望在增强吸收的同时显著抑制暗电流。红外光谱测量验证了制备的微柱阵列在8~9 μm波段8%以内的低反射率特征，从而为高工作温度、高信噪比的长波红外探测提供了新方案。

室温工作将为光子型红外探测开辟更广泛的应用，系统整理和分析了从近红外到长波红外的III–V族及Ⅱ-Ⅵ族半导体探测器的室温性能，讨论不同材料体系和器件结构的室温暗电流机制。其中InAs/GaSb等二类超晶格的短周期带间级联结构以及HgCdTe抑制俄歇过程的方案在提升中长波红外室温探测性能方面都显示出了独特的优势。这些电子学结构的设计与近年来亚波长光子结构增强耦合、降低暗电流的新进展相结合，有望实现近室温工作的高灵敏红外探测。

A new approach is proposed to accurately determine the thickness of films, especially for ultra-thin films, through spectrum-fitting with the assistance of an interference layer. The determination limit can reach even less than 1 nm. Its accuracy is far better than that of the traditional methods. This determination method is verified by experiments, and the determination limit is at least 3.5 nm compared with the results of atomic force microscope (AFM). Furthermore, a double interference-aided spectra fitting method is proposed to reduce the requirements of the determination instruments, which thus allows one to determine the film’s thickness with a low-precision common spectrometer and to greatly lower the cost. It is a very high-precision determination method for on-site and in-situ applications, especially for ultra-thin films.