相对论电子束在理想顺磁环境下能够以较高的注量率击中靶目标，但实际情况中由于受环境的影响，相对论电子束的传输方向可能会与地磁场呈小角度偏差，因此会受到地磁场的作用产生拉莫尔进动，影响电子束的到靶瞄准以及到靶注量。基于二维片状相对论电子束，分别对相对论电子束顺磁和偏离磁场3°角两种传输情况进行仿真模拟，通过模拟束团的传输过程，分析研究了顺磁环境下不同传输距离束团到靶率的变化规律，以及偏离磁场3°角时传输过程中注量率的变化规律，为相对论电子束到靶率的预估和靶目标的瞄准提供数据参考。

钙钛矿材料具有优异的光学性能和较高的载流子迁移率，成为空间太阳能电池领域极具竞争力的材料。然而空间粒子辐照容易改变材料结构和光学性能，导致其性能下降。为了探究电子辐照对CsPbBr₃材料结构与光学特性的影响规律，本文开展了CsPbBr₃材料电子辐照实验，利用高分辨透射电子显微镜表征CsPbBr₃纳米晶微观形貌，并通过X射线衍射分析和X射线光电子能谱分析进一步探究晶体结构的变化趋势。研究发现：电子辐照后CsPbBr₃纳米晶形貌变得粗糙，尺寸明显减小，并且纳米晶在高剂量电子辐照下变得紧凑，形成纳米团簇。其次，通过稳态紫外-可见吸收光谱图与光致发光谱图表征CsPbBr₃材料的光学性能，并利用第一性原理计算分析辐照后晶格膨胀带来的带隙变化。研究证明电子辐照后纳米晶颜色加深，影响钙钛矿的透光率，进而增强了样品对光的吸收性能，同时电子辐照能够分解CsPbBr₃纳米晶，特别是高剂量辐照后其光致发光性能降低了53.7%～78.6%。本文研究结果为钙钛矿纳米晶空间辐射损伤机理及应用研究提供了数据支撑。

通过固相反应法制备出室温下高离子电导率Ta掺杂的锂镧锆钽氧（Li_6.5La₃Zr_1.5Ta_0.5O₁₂，LLZTO）固体电解质，详细研究了电子束辐照对LLZTO固体电解质结构和性能的影响。结果表明：电子束（250 kGy、500 kGy）辐照后并未产生其他杂相，且晶格间距随着剂量的增加逐渐变大，这有利于降低离子在晶格中的扩散能垒。第一性原理的计算发现，低剂量电子束辐照样的Li⁺扩散能垒比未辐照样降低了0.07 eV，说明辐照产生的缺陷能促进Li⁺扩散。辐照前后的电解质交流阻抗测试进一步证实了低剂量的电子束辐照有利于提升电解质的离子电导率。利用电子束辐照探究其对LLZTO氧化物固体电解质结构和电导率的影响对固体电解质的研究具有重要意义。

Narrowband photodetection is an important measurement technique for material analysis and sensing, for example, nondispersive infrared sensing technique. Both photoactive material engineering and nanophotonic filtering schemes have been explored to realize wavelength-selective photodetection, while most devices have a responsive bandwidth larger than 2% of the operating wavelength, limiting sensing performance. Near-infrared photodetection with a bandwidth of less than 0.2% of the operating wavelength was demonstrated experimentally in Au/Si Schottky nanojunctions. A minimum linewidth of photoelectric response down to 2.6 nm was obtained at a wavelength of 1550 nm by carefully tailing the absorptive and radiative loss in the nanostructures. Multiple functions were achieved on chip with the corrugated Au film, including narrowband resonance, light harvesting for sensing and photodetection, and electrodes for hot electron emission. Benefiting from such a unity integration with in situ photoelectric conversion of the optical sensing signal and the ultranarrowband resonance, self-contained on-chip biosensing via simple intensity interrogation was demonstrated with a limit of detection down to 0.0047% in concentration for glucose solution and 150 ng / mL for rabbit IgG. Promising potential of this technique is expected for the applications in on-site sensing, spectroscopy, spectral imaging, etc.

通过发射电子束测量空间地磁场是一种新的有效的地磁场高精度测量方法，但电子束发射对在轨航天器自身状态和安全存在影响。为了研究这一影响，从同步轨道充电机制出发，基于轨道限制机制和朗缪尔方程研究了航天器发射高能电子束时的诱发充电模型，推导了不同初始电位情况下束流发射的平衡电位公式，并编制程序研究了这一过程中粒子束电流、能量、光照等因素对航天器充电电位的影响，得到了航天器对外发射高能电子束时诱发航天器自身或平台的充电电位随时间变化规律，并通过部分解析解对比验证了模拟结果的正确性。

研究了相对论电磁波在热等离子体中传播时的色散特性以及由于非线性电子声波激发引起的电子声波的非线性频移。基于相对论激光在热等离子体中传播的电磁流体物理模型，采用流体的非线性频移理论，利用微扰法得到了描述相对论激光与热等离子体相互作用时谐波产生的非线性频移方程。结果表明，等离子体密度、电子温度和一阶谐波振幅是决定相对论热等离子体中非线性频移的主要因素。在弱激发下，非线性频移随着电子温度和一阶谐波振幅的增大而增大，等离子体密度抑制非线性频移。电子声波非线性频移对等离子体密度和电子温度的依赖表现出了强烈的非线性特征。研究结果为深入理解高能量激光与热等离子体相互作用中谐波的产生及引起的非线性频移提供了理论依据。