研究了不同钯银合金原子比例复合膜对微结构光纤光栅氢气传感特性的影响.使用飞秒激光在布拉格光栅光纤包层加工螺旋微结构, 将磁控溅射方法制备的不同钯银原子比例的合金膜镀在螺旋微结构表面, 研制优化钯银合金比例的新型微结构布拉格光栅光纤氢气传感器.采用扫描电子显微镜和能谱仪对Pd-Ag薄膜进行表征和分析, 对三种不同钯银原子含量(Pd∶Ag=2∶1, 4∶1, 6∶1)的微结构布拉格光栅光纤探头进行氢气传感测试.在室温条件下, 钯银原子比例为4∶1的微结构探头具有最佳的氢气传感性能, 钯银原子比例为2∶1的微结构探头响应速度最快, 但是灵敏度最低.在4%氢气浓度下, 螺旋微结构传感器的漂移量达到107 pm, 对比同类型布拉格光栅光纤氢气传感器, 具有更高的灵敏度和更快响应速度.

应用脉冲激光沉积(PLD)技术，固定脉冲激光能量密度为5 J/cm2，调节薄膜生长基底温度为300~700 ℃，制备了系列MgxNi1-xO合金薄膜。通过透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微术(AFM)等表征分析手段，详细分析了薄膜的成分及组织，研究了退火处理对样品的影响。通过UV-Vis分光光度计研究了透射光谱，结合理论计算了光学带隙宽度。结果表明：薄膜由非晶及多晶构成，紫外吸收边约为290 nm,接近日盲波段的上限；衬底温度为500 ℃、激光脉冲能量密度为5 J/cm2时生长的薄膜在短波部分吸收强烈，而长波部分几乎不吸收，有利于紫外探测；退火处理改善了样品表面质量，但不能有效拓宽光学带隙。

开发了一种基于电镀铜锡合金薄膜的绝压气压传感器圆片级气密封装技术以降低常规的基于阳极键合气密封装技术的成本及难度。通过实验确定了铜锡合金薄膜的电镀参数, 实现了结构参数为: Cr/Cu/Sn (30 nm/4 μm/4 μm)的铜锡合金薄膜;通过共晶键合实验确定圆片级气密封装的参数, 进行了基于铜锡材料的气密封装温度实验。通过比较各种不同温度下气密封装的结果, 确定了完成圆片级气密封装的条件为: 静态压力0.02 MPa, 加热温度280°, 保持20 min。最后, 对气密封装效果进行X-射线衍射谱(XRD)、X射线分析、剪切力以及氦气泄露分析等实验研究。XRD分析显示: 在键合界面出现了Cu3Sn相, 证明形成了很好的键合;X射线分析表明封装面无明显孔洞;剪切力分析给出平均键合强度为9.32 MPa, 氦气泄露分析则显示泄露很小。得到的结果表明: 基于电镀铜锡合金薄膜可以很好地实现绝压气压传感器的圆片级气密封装。

利用PVD溅射镀以及PVD与电镀复合两种方法在光纤纤芯上制备了不同厚度的Fe-C合金膜，对其进行X-射线衍射分析，所制膜层晶体结构类型与普通碳钢基本一致.通过将镀膜光纤放入不同浓度的HNO3溶液中以及埋入混凝土结构中，进行了腐蚀实验.结果表明：在低浓度的腐蚀溶液中，不同厚度的Fe-C合金膜会从外到内被均匀地腐蚀掉，输出光功率会在腐蚀末期有一个急剧的增大现象；在高浓度的腐蚀溶液中，Fe-C合金膜会在各个局部产生裂纹，膜层被一块一块地腐蚀掉；输出光功率整体趋势增大，但并没有特别急剧的增大现象；混凝土试块中的腐蚀实验中，输出光功率的变化复杂多变，但整体趋势还是一个增大的过程.

为了在光纤纤芯上制备更符合要求的Fe-C合金膜,取代了氢氟酸(HF)腐蚀包层的方法,选用刀笔去除光纤的涂覆层和包层;分别使用物理气相沉积离子溅射金及Fe-C合金、物理气相沉积真空蒸镀Fe-C合金、化学镀铜4种方法使纤芯表面金属化。经过对比分析,选择在金膜和铜膜上继续利用电镀方法沉积上不同厚度的Fe-C合金膜,进而进行腐蚀传感实验。最后利用新的实验数据记录方法,并通过实验中不同厚度的Fe-C合金膜表现出的传感特点,提出了一个腐蚀定量监测方案。结果表明,通过离子溅射金使纤芯金属化是一个相对较好的方法,这为Fe-C合金膜光纤腐蚀传感器的进一步发展开启了新思路。

用扫描电镜(SEM)观察了化学沉积Ni-P合金薄膜/单晶硅基体的结构与颗粒度,利用X射线衍射(XRD)技术测试了其化学沉积后的残余应力,测量了激光热处理后残余应力的变化规律,分析了残余应力对磨损性能及界面结合强度的影响。实验结果表明,化学沉积Ni-P合金薄膜/硅基体的残余应力均表现为拉应力,经过激光热处理后残余应力发生了变化,由高值的拉应力变为低值的拉应力或压应力；薄膜残余应力对其磨损性能有明显的影响,其磨损量随着残余应力的减小而减小；薄膜与基体结合强度随着残余应力的增大而减小,合理地选择激光热处理参数可以精确地控制薄膜残余应力,提高其结合强度。

利用磁控溅射的方法在氧化后的单晶Si基片上制备了TiNi形状记忆合金薄膜,利用示差扫描量热法和原位X射线衍射研究了薄膜的马氏体相变特征.通过60keV质子注入(辐照)薄膜样品研究了H⁺离子对合金薄膜马氏体相变特征的影响,结果表明氢离子注入后引起了马氏体相变开始M_s和结束点M_f以及逆马氏体相变开始A_s和结束温度A_f的下降,而对R相变开始R_s和结束温度R_f影响不大.掠入射X射线衍射表明H⁺离子注入后有氢化物形成.H⁺离子注入形成的氢化物是引起相变点的变化的主要因素.