微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法产生的等离子体密度高，材料外延生长过程可控性好且洁净度高，是制备高质量金刚石膜的重要方法。基于谐振腔理论和三维全波电磁场仿真，对MPCVD设备微波系统中谐振腔、模式转换器、样品托等影响微波传输效率及电场分布形态的部件进行设计和优化，并通过对微波传输系统关键参量的测试和监控，研究系统调试变量对金刚石外延生长的影响。基于自研的MPCVD设备，实现较高品质金刚石膜的合成，金刚石有效生长区域为50 mm圆面，外延生长速度10~25 μm/h，单晶样品的表征结果显示合成的金刚石透光率接近理论值，材料的结晶程度良好，氮、硅等杂质含量较低。

合金法提纯是制备太阳能级多晶硅的工艺之一, 在Al-Si合金提纯多晶硅工艺中, 冷却速率对初晶硅的形貌和纯度都有重要的影响。本文对成分为Al-30wt%Si合金采用不同冷却速率进行处理, 分析初晶硅的形貌以及杂质含量的变化。结果表明, 随冷却速率的降低, 初晶硅的长度和宽度逐渐增加, 初晶硅收率逐渐增加, 并且在较低冷却速率下, 初晶硅晶粒的<111>择优生长更加明显。同时, 冷却速率对初晶硅中的杂质含量产生了显著影响, 在较低冷却速率下, 杂质的去除率较高, 并且有利于Ti和B杂质的去除。为了获得较高的收率和较好的杂质去除率, Al-30wt%Si合金杂凝固过程中的冷却速率应低于3 ℃/min。