提出了一种基于十字变形结构超表面的极化转换器, 在反射模式下获得了高效超宽带的交叉极化反射.在8.4到20.7 GHz频段内交叉极化反射率大于-0.2 dB, 而共极化反射率小于-12 dB, 在谐振频率点处交叉极化反射率大于-0.03 dB, 而共极化反射率达到-60 dB, 即在谐振点处几乎可实现完全的交叉极化转换; 相对带宽达84.5%, 交叉极化的平均转换效率为96.7%; 此外, 利用电路板刻蚀制备了此极化转换器样品, 实验测试其交叉极化反射率在工作频段内大于-1 dB, 而共极化反射率小于-10 dB, 实验结果与模拟结果吻合, 验证了此超表面可以在超宽的频带内实现线极化电磁波的交叉极化转换.本文设计的超宽带极化转换超表面具有转换效率高和几何结构简单的优点, 可被扩展到太赫兹甚至是可见光频段.

左手超材料的反常古斯-汉欣位移研究在理论提出后一直没有相关的实验报道。采用干涉法，通过实验测量了银树枝左手超材料在部分反射下的反常古斯-汉欣位移。利用沃拉斯顿棱镜将入射光分为s偏振光和p偏振光，在经过银树枝左手超材料表面反射后，两束偏振光相互干涉得到了干涉图样；通过对干涉图样进行分析计算，得到了样品的古斯-汉欣位移。实验结果证实，当入射光与银树枝左手超材料的谐振频率一致时，古斯-汉欣位移值为负。

以明胶-阿拉伯树胶为壁材，四氯乙烯为分散介质，硬脂酸改性的TiO2为显示颗粒，采用复合凝聚法制备了红白显示的电子墨水微胶囊。详细讨论了TiO2用量对反射性能的影响，讨论了Span80用量对分散体系稳定性的影响。结果表明：随着电荷控制剂Span80用量的增加，颗粒的Zeta电势和电泳淌度随之增加，使得分散体系的稳定性增加。当Span80浓度为3.0%时，分散体系长时间放置，无沉降发生。制备的微胶囊涂膜后，器件的对比度及分辨率均得到了良好改善。同时，驱动电压可达2.5 V/μm，响应时间降低到150 ms。

通过调控纳米粒子表面形貌，研究了纳米粒子形貌与表面等离子体激元之间的关系. 采用水相化学合成法制备出粗糙表面“花朵”形银纳米粒子.通过自组装形成单层阵列，并进一步组装成复合结构超材料. 测试了其光学行为，并将实验结果与树枝形纳米粒子、光滑表面纳米粒子进行对比分析.结果表明：光滑表面纳米粒子不能出现超材料效应，当粗糙程度增加，纳米粒子呈类“花朵”形时，样品出现透射峰和平板聚焦行为，但强度不高；当粗糙程度继续增加，纳米粒子呈树枝状时，出现了较强的透射峰与平板聚焦行为. 研究证实通过改变纳米粒子表面形貌，可以调控表面等离子体激元与入射光的相互作用，从而实现对光传播的操控.

采用化学电沉积方法，通过控制沉积电压，电沉积时间等实验参量，确定出最优实验条件,在冰浴条件下，实验温度范围为0~2 ℃之间，在氧化铟锡导电薄膜表面沉积二维结构随机排列的纳米银树枝，并在银树枝表面涂覆一定厚度的绝缘薄膜聚乙烯醇后，与另外一层银树枝组装制作成银树枝/聚乙烯醇/银树枝复合结构.实验表明，参比样品在可见光波段400～750 nm处没有透射峰的出现，而银树枝/聚乙烯醇/银树枝复合结构在此波段有多个透射通带峰，且在相应波长表现出了聚焦效应.

采用平板电极化学电沉积的方法，通过调节实验参量，在柔性ITO导电薄膜基底上制备了尺度与红外波长匹配、结构单元大小不等、排列无序的银树枝状结构.通过调节聚乙二醇-20000浓度可以很好地调控银树枝状结构单元的形貌和尺寸，研究发现，在一定范围内增加电解液中的聚乙二醇-20000浓度，可在基底上形成分布较密、分枝较细、分枝级数较高的银树枝状结构单元.通过在银树枝状结构表面涂覆一定厚度的聚乙烯醇作为绝缘层，组装成了柔性“三明治”结构复合材料，测试得到样品在红外波段的多通带透射谱，平板聚焦实验进一步验证了样品的左手效应.

用微乳液法制备了一种银纳米流体,并研究了该流体在电场作用下的光学行为.He-Ne激光束(λ＝632.8 nm)垂直于电场方向,以5°入射角通过银纳米流体,当施加电场时出现明显的双折射.在相同的电场作用下o光和e光折射率随着体积比的增加而增加;同一体积比的银纳米流体的折射率随着电场的增大而变小;电场强度为0 kV·mm－1时并没有出现双折射现象.实验结果表明:无论是在相同电场时折射率随体积比的变化量,还是在相同体积比时折射率随电场强度的变化量,e光总是大于o光.

采用植物染料叶绿素和叶黄素，模拟光合作用的光电转化，以单独和混合等方式敏化纳晶多孔TiO₂膜电极，制备了太阳能光化学电池．测试电池的输出特性发现，叶绿素和叶黄素以不同浓度混合后敏化的电池转化效率η为叶绿素和叶黄素单独敏化时的5．8倍和1．4倍，最大输出功率W_opt为叶绿素和叶黄素单独敏化时的5．7倍和1．4倍．混合染料敏化表现出明显的非线性叠加效应，其效能超过两种染料分别敏化时的线性叠加．混合染料的协同效应对提高电池转化效率，获取高效、廉价、环保能源具有重要意义．

用溶胶凝胶法制备了几种ZnO粉末,测量了它们的直流电致发光.在样品中观察到了较强的绿带(556 nm)发射;对十二胺处理的样品,绿带发光强度最高可提高8倍,十八胺处理的样品,绿带发光强度最高可提高12倍.在同电压下,十八胺处理的ZnO的发光强度也较十二胺处理的ZnO的发光强度大1.5～2倍;并在十二胺处理的样品中,还观察到了强度较小的蓝光谱带(406 nm).在一定电压范围内,ZnO电致发光强度随直流电压增强而线性增强.所得ZnO样品在2V/μm场强下起亮,在测量的近1 h内,发光强度稳定,重复性好.分析认为:406 nm处的蓝光谱带是由于VZn空位在禁带中(距离价带0.3 eV)形成缺陷能级,从导带到价带跃迁的结果,而556 nm处的绿色发射带是由ZnO中氧空位所导致.

利用浸渍提拉法制备了纳米TiO2多孔膜.采用紫外光源,以[Fe(CN)6]3-/[Fe(CN)6]4-溶液为电解质,分别以两种染料敏化纳米TiO2膜为光阳极制成了一种新型的紫外光电池,探讨了该电池的伏安特性曲线.电池最大电压为0.36 mV,最大电流密度为0.02 μA/cm2,同时对染料敏化电极的光电转换机理进行了初步讨论.