为解决传统砂石骨料供应不足、工业固废煤气化炉渣大量堆存的问题，本文利用煤气化炉渣、砂砾土制备路面基层材料，探究煤气化炉渣、水泥剂量与砂砾土掺配最佳比例，从力学性能、路用性能及耐久性能方面研究了水泥稳定煤气化炉渣路面基层材料在公路工程中应用的可行性。研究结果表明：最佳配比为煤气化炉渣和砂砾土的质量比为40%∶60%、水泥剂量7%，该配比下水泥稳定煤气化炉渣路面基层材料7 d无侧限抗压强度超过3.0 MPa，劈裂强度超过0.5 MPa，弯拉强度超过1.5 MPa，具有良好的抵抗竖向变形能力；经过5次冻融循环试验后，试件抗压强度损失比B均在90%以上，质量变化率小于5%，且水稳定性良好；经过180 d干缩试验，A组(煤气化炉渣掺量35%、水泥剂量6%)和C组(煤气化炉渣掺量40%、水泥剂量7%）试件累积干缩量均小于2.5 mm，具有较好的干缩应变。采用SEM、XRD观测煤气化炉渣路面基层材料的水化产物种类及空间分布特征，提出煤气化炉渣强度形成机理，得出主要水化产物为水化硅酸钙(C-S-H)凝胶、Ca(OH)2，有利于基层混合料强度的形成。

近十年碲镉汞第二代红外焦平面探测器应用呈现爆发式增长, 也是第三代焦平面技术快速发展的十年。文中对近十年来碲镉汞红外焦平面探测器技术的发展进行了简单的回顾, 并结合碲镉汞红外焦平面探测器的应用, 对在碲镉汞红外焦平面探测器技术方面的研究工作和工程应用进行了总结, 最后, 对未来碲镉汞红外焦平面探测器技术的发展进行了展望。

红外光热吸收效应作为一种无损伤非接触的检测技术, 已经被广泛用于硅等半导体材料中的微缺陷表征分析.采用光热吸收技术对碲锌镉晶体中的缺陷进行扫描成像分析时发现了一种连续性的光貌相条纹, 并对这些条纹的形成机理进行了研究.研究表明碲锌镉晶体中的这种连续性条纹源自于光热测试系统中入射光的干涉, 这种干涉和入射光参数、测试样品的厚度、禁带宽度以及热导率等材料特性密切相关.最后, 实验通过优化红外光热吸收测量系统获得了碲锌镉材料中的微缺陷结构及其在样品深度方向的三维分布图像.

通过对Bridgeman方法生长的CdZnTe单晶样品进行光致发光(Photoluminescence, PL)光谱测量, 发现CdZnTe样品表面Te沉淀物的存在明显影响能量低于1.5 eV的深能级发光过程.进一步对CdZnTe晶锭的不同位置取样进行低温变磁场光致发光光谱测试, 获得高分辨光谱信息.拟合分析结果表明: (1)在不含Te沉淀物的CdZnTe样品内部存在应力分布, 并因此导致轻、重空穴带分裂；(2)1.57 eV发光特征源于浅施主杂质与价带间的复合过程.

采用富碲垂直液相外延技术实现了50 mm×50 mm×3高性能碲镉汞外延材料的制备.外延工艺的样品架采用了三角柱体结构, 并设计了防衬底背面粘液的样品夹具.为保证大面积材料的均匀性, 工艺中加强了对母液温度均匀性和组分均匀性的控制, 50 mm×50 mm外延材料的组分均方差达到了0.000 4, 厚度均方差达到了0.4 μm.在批量生产技术中, 加强了对单轮次生长环境的均匀性和生长轮次之间生长条件一致性的控制, 同一轮次生长的3片材料之间的组分偏差小于0.000 4, 厚度偏差小于0.1 μm, 不同生长轮次之间材料的组分之间的波动在±0.002左右, 厚度之间的波动在±2 μm左右.工艺中对碲锌镉衬底的Zn组分、缺陷尺寸和缺陷密度也加强了控制, 以控制大面积外延材料的缺陷, 晶体双晶衍射半峰宽(FWHM)小于30弧秒, 外延材料的位错密度小于1×105 cm-2, 表面缺陷密度小于5 cm-2.外延材料经过热处理后, 汞空位型的P型Hg0.78Cd0.22Te外延材料77 K温度下的载流子浓度被控制在8 ~ 20×1015 cm-3, 空穴迁移率大于600 cm2/Vs.材料整体性能和批生产能力已能满足大规模碲镉汞红外焦平面探测器的研制需求.

碲锌镉晶体是研制碲镉汞红外焦平面探测器所需的衬底材料。其制备技术由源材料合成、晶体生长、衬底加工和测试评价四个部分组成。对源材料合成工艺中的放热过程和合成料化学计量比的控制方法进行了研究。通过测量合成反应过程中石英坩埚的温度，计算了合成反应过程的放热速率。用可视监控系统观测了碲锌镉多晶合成反应的动态过程，揭示了影响合成反应速率的因素。在此基础上，用温度梯度法和定向凝固法技术实现了对合成反应速率和合成料化学计量比的有效控制。

研究了HgCdTe液相外延薄膜的纵向组分分布对探测器响应光谱的影响.提出了一种计算HgCdTe红外探测器响应光谱的模型，模型中综合考虑了薄膜的实际组分分布以及光在器件各层结构中的相干、非相干传输.计算结果表明，在探测器的光吸收区，HgCdTe液相外延薄膜的组分梯度及其产生的内建电场可以显著地提高器件的响应率.通过与实验数据进行比较，验证了模型的适用性.

利用液相外延法制备了Hg0.77Cd0.23Te薄膜样品, 在对样品的低温磁输运测试中观察到反局域效应, 说明样品中存在较强的自旋-轨道耦合.通过Hikami-Larkin-Nagaoka(HLN)局域模型加上Drude电导模型拟合磁电导曲线, 得到了电子的退相干时间和自旋-轨道散射时间.研究结果表明, 电子的退相规律符合Nyquist退相机制.

为了获得束型、光强分布、光斑大小等满足激光应用需要的光束，根据由基尔霍夫衍射公式导出的高斯光束微圆孔衍射变换的计算式，探讨了高斯光束微圆孔菲涅耳衍射变换的束型转变及其影响因素，并利用MATLAB软件进行了计算模拟。结果表明，这种方法的可靠性和可行性有利于把激光束应用于激光工程、微光学和微光机电系统。