提出以单缺陷双边带非线性载流子输运方程描述InP∶Fe中光折变动态光栅的写入过程,通过微扰法将非线性方程线性化,从而求得小调制干涉图样下空间电荷场的稳态解,并用耦合波方程建立空间电荷场与增益系数的关系。研究温度、泵浦光强、外加直流电场和入射角对增益系数的影响。结果表明,增益系数存在温度-光强共振,最佳泵浦光强强烈依赖于晶体工作温度;施加直流电场对增益系数有明显提升作用,在10 kV·cm ^-1范围内增益随外加直流电场增加而线性增加;并且,在温度-光强共振条件下存在最佳入射角。在室温为298 K和外加电场为5 kV·cm ^-1时,最佳泵浦光强为218 mW·cm ^-2,最佳入射角为5°。通过InP∶Fe双波混频实验研究泵浦光强、外加直流电场和入射角对增益系数的影响,实验结果表明,增益系数变化规律与理论预测一致,验证了单缺陷双边带模型的合理性,该研究为Ⅲ-Ⅴ族半导体光折变晶体的双波混频研究提供重要的参考价值。

一维二氧化硅纳米材料是当前发光材料的研究热点之一,作为高效发光材料的候选材料,需要了解其电子结构参数和光谱数据。选取一维链式结构的(SiO₂)₁₀分子为研究对象,在利用密度泛函B3LYP方法得到分子基态构型的基础上,研究外加电场强度对该分子电子结构特性的影响;采用TD-B3LYP方法系统分析了外加电场强度对分子激发特性的影响规律。结果表明:无外加电场时,得到的分子电子结构参数与已有文献值完全吻合;各单元环中Si-O键键长增加或减小与施加电场的方向密切相关;在激发特性方面,分子在240 nm附近出现的吸收峰与已有实验结果相吻合,而得到的强度更强的180 nm吸收峰是少有文献提及的;随外加电场强度增强,各激发态激发能减小,吸收谱线波长出现一定的红移;特定的外加电场会使一些禁戒的激发态变为可跃迁的激发态,这意味着可以利用特定的外加电场调控来实现分子吸收某些特殊波长的谱线。

基于外加电场对电子漂移速度的影响, 考虑激发能对微米尺度和纳米尺度电子传输的依赖, 通过计算仿真研究了外加条件及两种电子传输对量子点红外探测器噪声的影响.结果表明：在25~45 kV /cm外加电场下, 噪声模型和实验数据吻合; 噪声随着外加电场和温度的增加而增加, 当温度小于80K时噪声增加迅速, 而当温度大于80K时噪声增加缓慢, 并且温度越低噪声随外加电场变化越明显; 噪声不随微米尺度电子传输激发能的变化而变化, 随着纳米尺度电子传输激发能的增加而减小, 随着纳米尺度电子传输激发能变化速度的增加而增加.该研究可为量子点红外探测器的优化设计和性能提高提供理论参考.

在室温、10Pa氩气环境氛围中, 引入垂直于烧蚀羽辉轴线的外加直流电场, 采用脉冲激光烧蚀技术制备了一系列纳米硅晶薄膜, 衬底分布于以烧蚀点为圆心的弧形支架上.扫描电子显微镜、喇曼散射谱和X射线衍射谱检测结果表明：晶粒平均尺寸随着电压的增加逐渐变大, 且靠近接地极板处的晶粒尺寸比与之对称角度处的略大;薄膜中晶粒面密度随着电压的增加先减小后增大而后再减小.

在激光热表面热处理行业中,高反射的金属材料对激光热处理非常不利。为增加金属材料在激光热处理过程中的激光吸收率,研究了外加电场对金属材料激光吸收率的影响,提出了一种饱和温度法测激光吸收率的方法,并应用此方法测得2Cr13不锈钢在外加电压下的激光吸收率。结果表明,外加电场可增加金属材料的激光吸收率。

强外加电场与大调制度在光折变效应的研究中已经得到了广泛应用。采用PDECOL算法, 严格求解光折变带输运方程, 得到外加电场时不同调制度下光折变晶体中随时间变化的空间电荷场、载流子浓度, 并讨论了外加电场对它们的影响。通过将物质方程与耦合波方程联立数值求解, 可得到光折变光栅形成过程中两波耦合增益系数以及光束条纹相位的变化。模拟结果表明, 在强外加电场作用下, 两束记录光之间的光强与相位耦合都得到了增强, 而原有的解析式忽视了强外加电场与大调制度对空间电荷场相位耦合的影响, 此时不再适用。同时发现折射率光栅与记录光束条纹均发生弯曲, 并不再保持平行。

利用光电流谱的方法对锗硅量子阱结构的带间吸收边进行了研究．实验观察到了在不同的偏压和温度下，锗硅量子阱结构的带间吸收边谱线发生了有规律的变化．通过对锗硅量子阱材料的光电流谱的带间跃迁吸收边的拟合，得到了硅导带到锗价带的能带宽度分别为1．043eV和1．050eV．随着外加电场的增强，带边的吸收曲线向低能方向移动．通过理论计算得到了带间跃迁吸收边的漂移量与外加电场的关系，并与实验吻合较好．随着温度的降低，带间吸收边向高能方向偏移，对于这一现象给出了定性的解释，并通过拟合得到了禁带宽度随温度的变化率．

重点比较了目前制备周期性极化铌酸锂（PPLN）最主要的两种方法:室温下外加电场极化法和激光诱导外加电场极化法,并对未来制备方法的发展趋势作了简单的讨论。

针对90°全息记录结构的特殊性,在记录和读出阶段分别施加不同极性的外加电场,实现了Fe∶LiNbO3晶体中高衍射效率的全息记录和读出。在库赫塔列夫(Kukhtarev)方程基础上引入两维耦合波理论,对组合外加电场提高掺铁铌酸锂晶体光折变特性的机理进行了探讨。实验和理论计算结果都表明这种分别在记录和读出过程施加不同极性组合的外加电场是在Fe∶LiNbO3中实现高衍射效率90°记录结构体全息的有效技术方案。

采用分子动力学与半经验量子力学相结合的方法，对不同强度电场作用下C₆₀富勒烯分子的体积、形变、电荷分布、偶极矩、系统能量、分子轨道能级等进行了计算，分析了外加电场对C₆₀富勒烯分子几何构形、电子结构的影响。研究结果表明：①在电场作用下，C60富勒烯发生极化，分子沿电场方向伸长，沿垂直电场的方向缩短，体积膨胀。当电场强度增至0．102a．u．时，C₆₀分子构形破坏。②随着外加电场强度的增加，C₆₀分子的偶极矩增大，系统能量、LUMO，HOMO能级减小，但LUMO，HOMO之间的能隙却先是减小。然后增大。