利用水热法制备出与透明导电衬底附着良好的多种纳米结构ZnO薄膜, 包括纳米柱阵列、纳米管阵列、纳米片阵列等, 方便集成在多种器件上。并且实现了阵列中纳米柱、纳米管外径的调节, 柱外径在50～300 nm范围内可调, 管外径在300～1 000 nm范围内可调。几种纳米薄膜均显示出较强的疏水性。在未经任何低表面能物质修饰的情况下, 水在外径约300 nm的管状阵列表面的静态接触角已达138°。而在紫外光照射下, 这些疏水的ZnO薄膜还可以变得亲水。这些研究结果为ZnO纳米阵列在相关方面的应用提供了重要依据。

在弱场图像下,利用Racah不可约张量算符方法得到了三角对称3d4/3d6电子组态的完整的哈密顿矩阵。研究了Fe2P2S6晶体中Fe2+的基态能级和晶体结构,考虑了自旋轨道耦合与自旋自旋耦合对基态能级的影响，对Fe2P2S6晶体基态能级和电子顺磁共振的零场分裂进行了计算。计算结果与实验值符合得较好。基于此计算结果,对基态能级和零场分裂中的自旋轨道耦合、自旋自旋耦合以及3L低自旋态进行了更深入的研究,并对Fe2P2S6晶体的Jahn-Teller效应进行了研究。

采用光催化还原法在不同温度热处理的TiO2薄膜表面沉积Ag纳米颗粒，制备了Ag/TiO2纳米薄膜材料。通过UV-Vis吸收光谱表征对比了不同温度热处理的TiO2对Ag粒子光催化沉积的影响，发现500℃退火处理TiO2薄膜较利于Ag纳米粒子的光催化沉积；在650 nm红色激光照射下，500℃退火处理的Ag/TiO2样品具有明显的光致变色现象，对此变色过程中涉及的机理进行了讨论，且发现随着Ag纳米颗粒光催化沉积时间的增长，Ag/TiO2薄膜光致变色的响应速率提高，但Ag纳米颗粒过多会抑制Ag/TiO2薄膜的变色响应速率。

应用晶体场理论和不可约张量算符方法构造了3d2/3d8态离子在C3v对称晶场中包含自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用、自旋-其它轨道相互作用和其它轨道-其它轨道相互作用四种微观磁效应的45阶可完全对角化的能量哈密顿矩阵.利用该矩阵，计算了Ni2+∶α-Al2O3晶体的光谱精细结构和晶体局域结构，深入研究了Ni2+∶α-Al2O3晶体的自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用、自旋-其它轨道相互作用和其它轨道-其它轨道相互作用和它们对光谱精细结构的影响及Jahn-Teller效应.理论计算值和实验值相符合.研究发现，掺杂没有改变晶体的对称性、同时发现并合理解释了Ni2+对α-Al2O3晶体基态精细光谱中Jahn-Teller效应的存在机理.

应用晶体场理论和不可约张量算符方法构造了3d8态离子在C3v对称晶场中包含自旋轨道相互作用、自旋自旋相互作用、自旋轨道相互作用和其它轨道其它轨道相互作用4种微观磁效应的45阶可完全对角化的能量哈密顿矩阵。研究表明LiNbO3Ni2+晶体中存在扬特勒（Jahn-Teller）效应；自旋轨道相互作用对晶体光谱和零场分裂参量的贡献是最主要的，考虑其他3种微观磁效应后计算值更加接近实验值。

应用晶体场理论和不可约张量算符方法构造了3d2/3d8态离子在C3v对称晶场中包含自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用、自旋-其它轨道相互作用和其它轨道-其它轨道相互作用四种微观磁效应的45阶可完全对角化的能量哈密顿矩阵.利用该矩阵，计算了V3+∶α-Al2O3和Ni2+∶α-Al2O3晶体的光谱精细结构、晶体局域结构和零场分裂参量，研究了掺入两种互补态离子Ni2+和V3+对同种晶体的光谱精细结构、晶体局域结构和零场分裂参量的影响，理论计算值和实验值相符.研究发现：掺杂没有改变晶体的光谱精细结构和能级分裂条数，但改变了能级间距；掺杂也没有改变晶体的对称性，但使晶体局域结构发生了一定程度的畸变； Ni2+∶α-Al2O3晶体局域结构的伸长畸变量大于V3+∶α-Al2O3晶体，键角的变化量小于V3+∶α-Al2O3晶体.

应用不可约张量理论构造了三角对称晶场中3d2/3d8态离子的45阶可完全对角化的微扰哈密顿矩阵,研究了CsNiCl3单晶掺入CsMgCl3晶体后光谱精细结构、晶体结构、零场分裂参量、Jahn-Teller效应以及自旋单重态对Ni2+离子基态能级的影响,理论与实验相符合.研究了自旋-自旋耦合作用和Trees修正对Ni2+:CsMgCl3晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现有五种机理会影响零场分裂参量:(1)自旋-轨道耦合机理;(2)自旋-自旋耦合机理;(3)自旋-轨道与自旋-自旋联合耦合机理;(4)自旋-轨道与Trees修正联合耦合机理,(5)自旋-自旋作用与Trees联合耦合机理.其中自旋-轨道耦合机理是最主要的,其它几种机理也是不可忽略的.

构造了3d3/3d7离子在三角对称晶场中考虑自旋-轨道相互作用,自旋-自旋相互作用和自旋-其它轨道相互作用的120阶微扰哈密顿矩阵.利用完全对角化该矩阵的方法计算了Cr3+:MgAl2O4晶体的基态能级、零场分裂参量,理论计算值与实验值相符合.定量研究了自旋二重态对基态能级的贡献,证明该贡献是不可忽略的.定量研究了自旋-轨道相互作用自旋-自旋相互作用和自旋-其它轨道相互作用对Cr3+:MgAl2O4晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现自旋-轨道和自旋-自旋相互作用对基态能级和零场分裂参量的影响的程度和方式是不同的,自旋-其它轨道相互作用的影响也是不可忽略的.通过理论计算值和实验值的比较,证实了在Cr3+:MgAl2O4晶体中Jahn-Teller效应的存在,解释了该晶体的光谱精细结构的成因.

应用不可约张量法和群的理论构造了三角对称晶场中3d3/3d7态离子的可完全对角化的120阶微扰哈密顿矩阵。矩阵中考虑了自旋轨道相互作用,自旋自旋相互作用和自旋其他轨道相互作用,利用该矩阵计算了YAG∶Cr3+晶体的基态能级、零场分裂参量,研究了自旋二重态对基态能级的贡献,理论计算值与实验值相符合,证明二重态对基态的贡献是不可忽略的。在此基础上,进一步研究了自旋轨道相互作用、自旋自旋相互作用和自旋其他轨道相互作用对YAG∶Cr3+晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现自旋自旋和自旋其他轨道相互作用对YAG晶体基态光谱精细结构和零场分裂参量的影响都是不可忽略的。通过理论计算值和实验值的比较,证实了在YAG∶Cr3+晶体光谱中扬特勒效应的存在。

应用不可约张量方法和群的理论构造了三角对称晶场中考虑自旋－轨道相互作用，自旋－自旋相互作用和自旋－其它轨道相互作用的3d³／3d⁷态离子的可完全对角化的120阶微扰哈密顿矩阵．利用该矩阵计算了绿宝石晶体的基态能级、零场分裂参量，研究了自旋二重态对基态能级的贡献．理论计算值与实验值相符合，证明二重态对基态的贡献是不可忽略的．在此基础上，进一步研究了自旋－自旋相互作用、自旋－其它轨道相互作用和自旋－轨道相互作用对绿宝石晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响，发现自旋－自旋和自旋－其它轨道相互作用对绿宝石晶体基态能级和零场分裂参量的影响都是不可忽略的．从而通过理论计算值和实验值的比较，证实了在绿宝石晶体中Jahn－Teller效应的存在，它能够对光谱精细结构的分裂提出一些更加合理的解释．