为解决原子力显微镜（Atomic Force Microscope， AFM）系统更换探针后光路调整复杂耗时、精度不足的问题，本文首次提出通过精密控制探针与探针夹装配位置来实现更换的探针相对AFM系统原光路位置的一致，进而实现免去AFM系统换针后调整光路步骤。该系统的光路一致性组件采用光束偏转法对探针位置与偏转进行放大与监测，并使用高精度位移与角度调节平台进行探针相对于探针夹的方位调整。通过实物搭建对探针一致性效果进行了验证，并对紫外光（Ultraviolet， UV）胶水固化过程导致探针位置偏移影响；探针不同偏移量时产生的探测器噪音对AFM系统成像质量影响进行了系统分析。实验结果表明：经由该系统装配的探针平均位置精度接近1.1 µm；并且在AFM系统中更换一致性探针仅需8 s。该系统实现了高精度且质量稳定的探针一致性装配，极大地简化了AFM系统重新校准光路的操作步骤，其与自动换针装置配合可有效提升工业计量型AFM的操作与测量性能。

采用成本低廉、操作简单的液态淀积法成功制备了HfO₂薄膜，分析了液态淀积法制备氧化铪薄膜的反应机理，测试了薄膜的表面形貌、组成成分，以及光学特性和电学性能。结果表明：液态淀积法制备的氧化铪薄膜结构致密且连续，化学组分纯正；经过500 ℃退火后，氧化铪薄膜的透光率在92%以上；以40 nm氧化铪为电介质制成平板电容后，当电压为1 V时漏电流密度是3.56×10^-7 A/cm²；1 MHz频率下的电容值为1.05 nF，经计算得出介电常数为18.9。液态淀积法制备氧化铪薄膜的成功，为使用氧化铪薄膜作为Micro LED器件的侧壁钝化层提供了一种成本低廉、工艺简便的方法。

提出了一种在大气氛围和低温条件下实现Au‑Au薄膜的金属键合技术，研究了不同表面活化处理时间对Au‑Au薄膜表面粗糙度、Au‑Au薄膜的键合质量和可靠性的影响。实验结果表明，Au薄膜表面粗糙度随着表面活化处理时间的增加先减少后增大，当表面活化处理时间为20 min时，Au薄膜表面粗糙度均方根为6.9 nm，悬挂键数量和粗糙度达到一个相对平衡的关系，Au‑Au薄膜键合后的平均剪切强度为131.8 MPa，最大剪切强度高达159.1 MPa。因此，Au薄膜表面理想的表面活化处理时间可有效地提高Au‑Au薄膜键合质量和稳定性，为实现混合集成Micro‑LED器件的低温金属键合提供理论指导。

采用硅基金属整片键合后选择性去衬底技术，通过热压键合技术将（100）晶面硅与（111）晶面硅高温键合，利用聚二甲基硅氧烷保护（100）晶面硅衬底，再粗化（111）晶面硅衬底加快其刻蚀速率，后通过湿法选择性刻蚀去除（111）晶面硅衬底。此技术在不损伤硅基驱动芯片的前提下实现了选择性去除硅基氮化镓外延衬底，是一种材料混合集成的新技术，有望应用于自对准硅基Micro⁃LED微显示器件制程和光电子器件集成领域。

提出信息显示设备不仅能够在显示屏的平面上展示信息，更重要的是能够在真实的三维空间中显示内容，使人与信息之间的自然交互成为可能。微米级LED显示屏有可能将我们带入一个真正身临其境和互动体验的新时代。响应时间快，体积小，应用环境温度宽，使用寿命长，使Micro‑LED显示屏几乎适用于所有显示应用，甚至可以是柔性和透明显示屏。通过减小LED的尺寸，可以实现非常高像素密度的显示器。研究认为，基于微米LED阵列可以为实现高度集成的半导体信息显示（HISID）铺平道路，实现下一代信息显示技术。

为了实现微细等离子体的精准灭菌，设计了新型微细等离子体射流装置，并对该装置产生的含氧活性粒子（Reactive Oxygen Species， ROS）和含氮活性粒子（Reactive Nitrogen Species， RNS）分布范围及其灭菌范围进行研究。淀粉碘化钾混合溶液里的碘离子可以被微细等离子体射流产生的ROS，RNS氧化成碘单质，根据淀粉遇碘变蓝的显色原理，使用含有淀粉碘化钾混合溶液的琼脂培养基表征该装置射流中ROS，RNS的分布范围。将菌液涂布在琼脂培养基上，使用微细等离子体射流装置在相同的条件下处理不同的时间，于生化培养箱中37 ℃培养以进行灭菌范围的表征。最后在Ts2FL尼康倒置荧光显微镜下进行观察。实验结果表明，在交流电压幅值为5 kV，中心频率为10 kHz，作用时间为10，20和30 s时，灭菌范围分别控制在30，65和75 μm的直径内。等离子体射流与处理物体表面不直接接触和等离子体与物体表面直接接触两种作用方式相比，前者的灭菌范围更小，更容易实现精准控制。该装置将目前毫米量级的灭菌范围提高到了微米量级，对等离子体医学研究具有重要意义。