MgB₂作为迄今为止超导转变温度最高的合金超导体, 由于其具有结构简单、 相干长度长、 晶界间不存在弱连接、 上临界场很高、 电-声散射时间短等特点, MgB₂超导薄膜在电子学领域有着广阔的的应用前景。 拉曼光谱是研究电-声子相互作用和超导能带的一种有效方法, 且已广泛用于分析MgB₂材料的电子、 声子特征以及超导体能带结构, 研究表明, 样品质量、 晶粒尺寸以及测试条件对MgB₂拉曼峰的峰位和峰形影响很大, 其中拉曼光谱随温度的变化也是一个研究重点, 但目前关于MgB₂变温拉曼光谱的研究, 测试的温度范围相对较小, 局限在83 K到室温区域或是转变温度附近。 研究了大范围温度区间内MgB₂薄膜的拉曼光谱变化, 采用混合物理化学沉积法在(0001)SiC衬底上制备了MgB₂多晶薄膜, 薄膜的晶粒尺寸约为300 nm, 超导转变温度为39.3 K, 对其在10~293 K之间的拉曼光谱进行了测试, 测量的波数范围为20~1 200 cm^-1。 变温拉曼光谱的测试结果显示, 在高频620 cm^-1附近以及低频80和110 cm^-1附近存在MgB₂的拉曼峰。 经分析, 低频区域出现的两个拉曼峰的频率与超导能隙宽度相对应, 表明MgB₂的双能隙特性。 考虑到MgB₂中四种声子模式的拉曼活性, 高频620 cm^-1附近的拉曼峰应是由E_2g振动模所贡献的, 且随着测试温度的降低, 该拉曼峰的峰位未发生明显的偏移, 但半高宽显著变小, 从293 K时的380.7 cm^-1减小到10 K时的155 .7 cm^-1, 分析表明E_2g声子与电子系统的非线性耦合所引起的非简谐效应可能是拉曼峰半高宽线性变小的主要原因。

利用飞秒激光双光束干涉技术，结合柱透镜线扫描技术，在30 s内制备了面积为10 mm×10 mm的微米-纳米复合结构，极大地提升了激光加工效率。飞秒激光刻蚀后的硅表面包含双光束干涉引起的长周期微米结构，以及飞秒激光诱导的纳米周期结构。微米-纳米复合结构极大地提升了表面粗糙度，在毛细效应的作用下，硅在空气中显示出超亲水性，接触角从40°降为0°。测量烧蚀前后硅表面的X射线光电子能谱，发现激光加工后硅表面的Si-OH和H₂O分子的含量分别增加22.3%和13.6%，这进一步增强了硅表面的亲水性。随着激光照射功率的增加以及扫描速度的下降，硅表面接触角逐步下降。本文研究为高效制备大面积超亲水结构提供了新方法，在热传导、生物芯片等领域具有潜在的应用价值。

基于原子层沉积与聚焦离子束切割抛光相结合的工艺，提出了一种多层膜型波带片制备技术。利用耦合波理论计算出最外环宽为10 nm的Al₂O₃/HfO₂、Al₂O₃/SiO₂、Al₂O₃/Ir和Al₂O₃/Ta₂O₅四种材料组合的多层膜波带片在X射线能量为8 keV和15 keV时的菲涅尔波带片的理论衍射效率，讨论了最外环宽和波带片高度对衍射效率的影响，选择了Al₂O₃/HfO₂为后续叠层制备。研究了原子层沉积制备Al₂O₃和HfO₂薄膜的生长特性，验证了原子层沉积技术制备单层膜厚为10 nm叠层结构的可行性，实验结果表明，利用原子层沉积技术制备Al₂O₃和HfO₂薄膜粗糙度可控在1 nm，均匀性优于±1.5%，单叠层厚度误差仅为0.416 nm.同时，利用聚焦离子束切割抛光技术得到了最外环宽为10 nm，高宽比200的高分辨率X射线菲涅尔波带片。