研究了太赫兹散射式扫描近场光学显微镜（Terahertz scattering-type scanning near-field optical microscopy，THz s-SNOM）对亚表面金属微纳结构的显微成像检测。首次采用自主搭建的THz s-SNOM系统对表面覆盖了六方氮化硼薄膜的金微米线进行太赫兹近场显微测量，获得了具有纳米量级空间分辨率和较高对比度的近场显微图。结合全波数值模拟，分析了THz s-SNOM探测亚表面金属微纳结构的空间分辨率、近场散射信号强度和成像对比度。研究表明，THz s-SNOM具有优良的亚表面显微成像检测能力，可应用于微纳电子器件的亚表面结构表征和缺陷检测。

基于自建的超快抽运探测实验系统，研究了化学气相沉积法生长的SnSe₂薄膜的超快载流子与声子动力学。对SnSe₂薄膜随抽运能量密度变化的载流子弛豫过程的测量结果表明该薄膜具有超快的载流子热化过程和皮秒至纳秒时间尺度的复合过程。伴随着光生载流子的超快激发和能量弛豫，SnSe₂薄膜发生晶格热化，产生了特定频率的相干声学声子。通过分析声学声子振荡信号随抽运能量密度变化的规律，揭示了SnSe₂薄膜产生的相干声学声子的特性。研究结果对SnSe₂薄膜在光电器件领域的应用研究具有一定的参考价值。

设计并搭建了太赫兹光致力显微成像系统(THz PiFM)，首次在太赫兹波段实现了近场光力纳米显微成像测量。该系统基于原子力显微镜，利用探针对所受力的灵敏检测能力，通过探测探针与样品之间近场偶极相互作用产生的光场梯度力，实现无探测器的太赫兹近场显微成像。利用该系统，对可见光激发下的单层MoS₂晶粒进行了近场纳米显微成像表征，并分析了晶粒边缘近场光力信号增强的机制。研究结果表明，THz PiFM对二维材料中的载流子具有高灵敏的探测能力。与传统的太赫兹近场显微成像技术相比，THz PiFM无需太赫兹探测器，而且可获得更加优越的空间分辨率和成像信噪比，是一种低成本、高性能的新型太赫兹近场显微成像技术。

采用太赫兹散射式扫描近场光学显微镜（THz s-SNOM）研究了化学气相沉积法制备的单层MoS₂和WS₂晶粒的太赫兹近场响应。在没有可见光激发时，未探测到可分辨的太赫兹近场响应，说明晶粒具有较低的掺杂载流子浓度。有可见光激发时，由于光生载流子的太赫兹近场响应，能够测得与晶粒轮廓完全吻合的太赫兹近场显微图。在相同的光激发条件下，MoS₂的太赫兹近场响应强于WS₂，反映了两者之间载流子浓度或迁移率的差异。研究结果表明，THz s-SNOM兼具超高的空间分辨率和对光生载流子的灵敏探测能力，对二维半导体材料和器件光电特性的微观机理研究具有独特的优势。

基于超快时间分辨光谱实验手段，研究了化学气相沉积（chemical vapor deposition，CVD）生长的ReS₂薄膜的超快载流子动力学和太赫兹发射。分别利用光泵浦探测和光泵浦太赫兹发射两套系统对ReS₂薄膜进行了测试，结果表明：ReS₂薄膜具有超快的载流子热化过程和亚纳秒量级的复合过程；在飞秒激光泵浦下能够产生频谱宽度为2.5 THz的太赫兹辐射。通过分析太赫兹辐射随泵浦光入射角改变而出现极性相反的现象，得出ReS₂薄膜产生太赫兹辐射的主要机制为表面场效应。研究结果不仅有助于理解ReS₂薄膜对超快激光脉冲的瞬态响应，而且为太赫兹光子器件（如太赫兹发射器等）的研究设计提供了重要参考。

铯铅卤化物钙钛矿纳米晶是光伏和发光应用领域中理想化的三线态敏化材料，具有较高的荧光量子产率和量子限域效应。以三层厚度的CsPbBr₃纳米片（NPLs）为三线态给体，实现了从NPLs到1-萘甲酸（NCA）分子的高效三线态能量传递（TET）。CsPbBr₃ NPLs采用配体辅助再沉淀方法制备，其与NCA分子结合后，稳态荧光被大幅淬灭，荧光寿命从复合前的6.743 ns缩短到0.995 ns，TET效率达到85.3%。通过与大尺寸纳米立方体对比发现，对于CsPbBr₃-多环芳烃复合体系，量子限域效应是获得高效TET的关键。研究结果表明，CsPbBr₃ NPLs作为三线态敏化剂，可应用在基于TET的光子上转换、光催化氧化-还原反应和室温磷光等领域。

为了研究不同层数纳米片在近红外二区的非线性光学吸收性质的变化，采用配体辅助再沉淀方法制备了不同层数（3～5层）的CsPbBr₃纳米片。以中心波长为1030 nm、脉宽为6 ps、重复频率为25 kHz的激光作为激发光源，利用Z?扫描技术研究了CsPbBr₃纳米片的非线性三光子吸收光学性质。研究结果表明：CsPbBr₃纳米片的非线性三光子吸收截面随层数减小而增大，量子限域效应增强，三层纳米片的三光子吸收截面高达4.1×10^?71 cm⁶s²photon^?2。CsPbBr₃纳米片在近红外二区具有优良的非线性光学吸收性质，可应用于多光子激发荧光成像领域。

基于自建的太赫兹散射型扫描近场显微镜系统（THz s-SNOM），研究了其在显微表征半导体载流子浓度分布中的应用。对基于半导体硅的静态随机存取存储器（SRAM）的纳米结构进行了近场显微成像测量，并采用可见光调控本征硅样品表面的载流子浓度，实现了不同浓度（10¹⁴～10¹⁷ cm^?3）光生载流子的近场检测。结果表明，此THz s-SNOM能够对半导体微纳结构的载流子分布进行高空间分辨率的显微表征，测量结果与基于偶极子模型的计算结果具有较好的吻合度。

基于散射式近场探测原理，设计并搭建了散射式太赫兹扫描近场光学显微系统（THz s-SNOM），实现了纳米量级空间分辨率的太赫兹近场显微成像测量。该系统以输出频率范围为0.1～0.3 THz的太赫兹倍频模块为发射源，通过纳米探针的针尖产生纳米光源与样品相互作用，并将样品表面的倏逝波转化为可在远场测量的辐射波。通过探针逐点扫描样品表面，同时获得了样品表面的形貌图和太赫兹近场显微图。该系统的显微分辨率取决于探针针尖的曲率半径，而与太赫兹波的波长无关。使用该系统测量了金薄膜/硅衬底样品和石墨烯样品的近场显微图，结果表明，近场显微的空间分辨率优于60 nm，波长与空间分辨率之比高达λ/26 000。