甲脒（FA）基钙钛矿比甲胺（MA）基钙钛矿具有更高的内在稳定性，而无机Cs离子掺杂可以进一步提高钙钛矿的湿度、热和结构稳定性。通过一步反溶剂法制备了Cs掺杂的FA_{1-xCsxPbBr3（x=0，0.05，0.10，0.15）钙钛矿薄膜，采用椭圆偏振光谱研究了材料的复介电函数并以此进行外量子效率（EQE）模拟。EQE模拟结果显示掺杂比例为0.05时，钙钛矿薄膜具有最高的功率转换效率（PCE），可达23.47%。进一步对FA0.95Cs0.05PbBr3进行变温椭偏分析，发现：随着温度升高，材料带隙增大，在393 K左右，从变温复介电函数的二阶导谱中可观察到相变现象，钙钛矿材料由正交相转变为四方相。对基于FA0.95Cs0.05PbBr3的太阳能电池进行变温EQE模拟，结果表明：温度对器件的最高PCE影响不大，其效率可以稳定在23.47%左右，但是高温会导致器件近红外区的外量子效率降低，器件的整体响应带宽减小。}

为了研究多步旋涂法制备的CsPbBr3薄膜的光学常数，以溴化铅和溴化铯为原料，采用多步旋涂法在硅和FTO衬底上制得CsPbBr3薄膜。利用光弹调制式椭偏光谱仪对硅衬底上的薄膜进行了椭偏光谱分析，使用Tanguy和Tauc-Lorentz 3组合模型对变角度的椭偏光谱进行参数拟合，得到了薄膜光学常数在1.00 eV~5.00 eV范围内的色散关系，并利用荧光发射光谱、吸收谱验证椭偏拟合结果。结果表明，多步旋涂法制备的CsPbBr3薄膜的光学常数与其它方法相比具有一定的差异性，其中折射率可能与薄膜表面粗糙度呈负相关; 椭偏拟合所得带隙为2.3 eV，验证了荧光光谱、吸收谱的计算结果。该研究为多步旋涂法制备的CsPbBr3薄膜椭偏光谱拟合分析提供了参考。

近年来，有机-无机杂化钙钛矿在太阳能电池、发光二极管、激光器、自旋电子器件、光电探测器等领域得到了广泛应用，而三元混合阳离子钙钛矿薄膜相较于二元混合阳离子钙钛矿薄膜在太阳能电池中的转换效率更高。首先，用一步旋涂法在Si基底上制备了高质量的FA_0.79MA_0.16Cs_0.05PbI_2.52Br_0.48（FAMACsPbI_2.52Br_0.48）薄膜，分别用X射线衍射、扫描电子显微镜以及椭圆偏振光谱仪对样品的晶格结构、表面形貌和光学性质进行了表征。然后，用Tauc-Lorentz模型给出了薄膜的光学常数，并计算了其介电函数的二阶导谱，光电跃迁分别位于1.66，2.21，3.36 eV处。结果表明，光电跃迁的峰位主要由X位掺杂决定，而A位掺杂对光学跃迁的贡献几乎可以忽略。最后，用时域有限差分方法模拟了基于FAMACsPbI_2.52Br_0.48材料的典型钙钛矿太阳能电池的光学特性，结果表明，该太阳能电池表现出的光学特性与三元混合阳离子钙钛矿的椭偏分析结果相一致，基于FAMACsPbI_2.52Br_0.48钙钛矿薄膜的太阳能电池采光效率可达到85%以上。

为了分析溶胶-凝胶法制备的TiO2薄膜的光学常数, 采用旋涂法制备了多层TiO2薄膜, 利用扫描电镜对表面形貌进行了分析, 利用椭圆偏振光谱对薄膜的折射率色散和孔隙率进行了拟合分析, 并利用原位共角反射光谱对拟合结果进行了验证, 得到了TiO2薄膜厚度、孔隙率和折射率色散曲线。结果表明, TiO2薄膜厚度与旋涂层数成线性关系, 薄膜孔隙率约为15%且与旋涂层数无关, New Amorphous色散模型可以较好地拟合溶胶-凝胶旋涂方法制备的TiO2薄膜在1.55eV~4.00eV波段的椭偏光谱。该研究为溶胶-凝胶法制备的TiO2薄膜的光学常数测量提供了参考。

基于溶液旋涂法和高压退火工艺制备了a-IGZO薄膜。采用椭圆偏振光谱分析仪以及原子力显微镜研究和分析了H2O2对薄膜的表面结构和光学特性的影响。实验结果表明, a-IGZO前驱液中不含H2O2的薄膜, 退火温度从220 ℃升高到300 ℃, 薄膜的光学带隙从3.03增加到3.29, 而膜表面粗糙层由20.69 nm降至4.68 nm。在同样的高压退火条件处理下, 与前驱液中没加入H2O2的薄膜相比, 折射率显著增加并明显的降低了薄膜表面粗糙度。退火温度在300℃时, 薄膜的光学带隙由3.29 eV增大到3.34 eV, 表面粗糙层由4.68 nm减少到2.89 nm。因此, H2O2可以在相对低温条件下有效降低薄膜内部的有机物残留及微缺陷, 形成更加致密的a-IGZO薄膜。证明了利用H2O2能够有效降低溶液法制备 a-IGZO薄膜所需的退火温度。

采用阳极层线性离子源解离氮气对玻璃表面进行刻蚀处理, 研究表面改性后玻璃表面的变化, 并分析离化电压对表面粗糙度、 折射率以及光学厚度的影响。 在此基础上, 基于椭圆偏振光谱仪, 通过对比不同表面状态下的Δ光谱, 讨论固定波长变化入射角的Δ光谱曲线特征与表面折射率、 布儒斯特角、 粗糙度以及光学厚度之间的关系。 结果表明, 刻蚀后玻璃的布儒斯特角附近的Δ光谱曲线形状发生变化, 突变向高角度偏移, 曲线下降斜率增大。 通过建模并拟合分析发现, 氮离子束轰击使玻璃表面产生光密介质层, 表面折射率增大, 布儒斯特角增大, 粗糙度降低, 且随离化电压升高, 折射率不变, 而光密介质层厚度增加。 由原子力显微镜分析表面形貌, 验证了离子束对玻璃表面的平整化作用。 X射线光电子能谱结果表明离子束使玻璃表面发生选择性溅射, 推断光密介质层的产生来自于离子束对玻璃表面的夯实作用。 此外, 推导并验证了Δ光谱曲线的特征与材料表面状态之间的普适关系, 提出了基于椭圆偏振光谱仪的材料表面评估方法, 即Δ曲线的突变发生角度增大说明折射率与布儒斯特角的增大; 下降斜率增大说明表面粗糙度减小; 曲线两端尖角增大说明光学厚度增大。 反之亦然。

宽禁带半导体薄膜,包括碳化硅,氮化镓和氧化锌及其化合物以及异构体,带隙普遍在3.2 eV以上,一阶声子特征峰在100至1500 cm-1之间。确定能带宽度和声子特征峰有很多方法,比如光致发光、拉曼散射、光学透射谱等,我们提出了一种结合椭圆偏振光谱与红外傅里叶反射谱进行传输矩阵分析的方法,能够同时确定从紫外波段（约250 nm）到远红外波段（约22000 nm）的薄膜材料色散关系和膜厚。我们构建了基于谐振子的光学函数模型,并论证这个模型很适合用于模拟由各种不同波长入射光波造成的共振吸收。

通过溶胶凝胶技术制备了不同Ga掺杂含量的ZnO透明导电薄膜,研究了Ga掺杂对GZO薄膜结构、电学及光学性能的影响.从X射线衍射光谱分析,所有薄膜均表现为六方纤锌矿结构,经过氢气退火处理之后,薄膜的电学性能均得到提高,当Ga掺杂含量为5 at%时,得到薄膜的电阻率为3.410×10-3 Ω·cm.利用可变入射角椭圆偏振光谱仪(VASE)在270~1 600 nm波长范围内研究了GZO薄膜折射率和消光系数的变化,采用双振子模型对实验数据进行拟合.

采用磁控溅射方法在硅衬底上生长了五个不同组分的银铟合金薄膜.采用椭圆偏振光谱仪研究银铟合金薄膜的光学性质.银基金属薄膜一般在3.9 eV附近出现典型的带间跃迁.随着铟含量的增加,银铟合金薄膜的介电函数呈现出明显增加的趋势,典型带间跃迁能量也出现蓝移.结果表明,银铟合金薄膜的光学性质可以通过其中铟元素的含量进行调控.Ag0.93In0.07薄膜比其他四种组分的银铟合金薄膜有着更大的品质因子(Q因子),而且在一些波段甚至比纯金属金和铜的Q因子都要大,这表明银铟合金材料具有成为新型等离子体材料的潜力.