Rabi模型一直是近年来研究的热点, 本文研究该模型在多光子跃迁下的量子相变及多稳态。通过自旋相干态变分法等效的赝自旋哈密顿量被对角化并解得了系统的能量泛函表达式, 同时根据变分结果求得光子数解的情形和临界值, 最后给出基于光子数解和系统稳定性相图。本文主要给出了单光子、两光子和多光子跃迁对Rabi模型量子态、多稳性和量子相变的影响。该结果有助于实验上通过调控腔频来诱导有趣的量子相变。

为了实现红外吸收波长的主动调控，提出一种Ge2Sb2Te5(GST)相变材料的可调谐金属/介质/金属(MDM)型近红外光学超构表面吸收器。首先，采用时域有限差分(FDTD)法对器件的吸收性能进行仿真分析；然后，根据电场分布特点分析了吸收器等离子体震荡吸收的物理机制。仿真结果表明：当改变GST的晶化分数时，所提吸收器实现了吸收峰中心位置从1.17 μm偏移到1.8 μm，偏移宽度为630 nm，吸收器在通信波长为1.55μm时可以实现高-低吸收率的转换。

近年来，随着弹载电子设备集成度越来越高，内部热耗不断增加，如何实现设备的高效热管理，成为制约弹载电子设备进一步发展的重大难题。该文提出了一种应用于大功率弹载微波组合的相变储热模块，通过仿真分析手段研究了储热模块主体结构对储热模块整体储热性能的影响。综合考虑可制造性、质量、储热能力等多方面因素后，确认了储热模块的结构形式和最终选用的相变介质材料。利用增材制造技术加工出储热模块样品，并搭建热测试平台完成了该样品的散热效果评估。实验表明，在60 ℃环境下，模块总热耗为211 W，工作10 min后，模块表面最高温度为104.1 ℃，满足组合使用要求。该储热设计技术有效地解决了模块短时大功率下温升过高的问题，在弹载电子设备热管理领域有着广阔的应用前景。

为了探讨1维微尺度热传导模型不同激光能量对石墨转化纳米金刚石相变机理的影响，采用基于密度泛函理论的分子动力学方法模拟优化后的石墨结构，用有限差分法计算了激光辐照石墨表面的温度分布; 基于sp3杂化键可以明显地区分金刚石和石墨结构，根据能量耦合得到不同激光能量条件下辐照石墨的态密度带隙，研究了碳原子键合条件。结果表明，只有当激光能量达到5 J时，才能形成少量sp3杂化碳原子; 随着激光能量的增加，液相下受辐照的石墨表面的温度随之增加，碳原子中的自由电子更容易移动到成键分子轨道，电子的电负性增强，从而增强sp3键的极性，并有助于将sp2键转变为sp3键。该研究结果对在液相激光辐照下提升纳米金刚石制备效率、探究纳米金刚石制备机理有重要的现实意义。

为提升水合盐相变材料的性能，以Na2SO4·10H2O-Na2HPO4·12H2O共晶盐(EHS)作为基体材料，采用HF/HNO3刻蚀法制备亲水性纳米碳化硅(Nano-SiC)，并以Na2SiO3·9H2O和改性Nano-SiC作为复合添加剂制备复合纳米相变流体材料(Nano-SiC EHS PCMs)。结果表明：改性后Nano-SiC在EHS PCMS中具有良好的分散稳定性，同时Na2SiO3·9H2O和Nano-SiC 协同作用下使得EHS PCMs过冷度降低到0.3 ℃，无相分层现象。Nano-SiC EHS PCMs在固液相变体系中热导率均有提升，同时添加0.2% (质量分数)Nano-SiC后EHS PCMS储能时间缩短了21.8%。添加质量分数为0.15% Nano-SiC的EHS PCMs熔融焓和结晶焓分别为267.3 J/g和231.4 J/g，经过1 000次冷热循环后焓值变化甚小，该体系具有良好的循环稳定性。

温度响应型纳米材料作为造影剂的巨大潜力推动了近年来光声成像领域的研究和发展，然而，目前报道的温度响应型纳米探针的响应温度超过了人体可以容忍的范围，同时可逆性低，这两个问题是其实际应用的严重障碍，影响了其有效成像和长期监测的效果。鉴于此，笔者设计了一种聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）包裹金纳米棒（AuNR）的温度响应型相变纳米探针AuNR@PNIPAM，其可在生理温度附近表现出增强且可切换的近红外二区光吸收，实现对肿瘤的高对比度成像。当AuNR@PNIPAM微凝胶热靶向到肿瘤组织后，金纳米棒核吸收近红外光能量触发PNIPAM壳相变。当温度高于PNIPAM的体积相变温度时，PNIPAM水凝胶经历溶胀到坍缩的体积相变，使金纳米棒周围的折射率变大，诱导微凝胶的局域表面等离子体共振峰发生红移并使其吸收峰强度增大。体内外实验均证明，利用所制备的AuNR@PNIPAM微凝胶，在外部近红外光刺激下动态调制温度场，可以获得对比度增强的光声图像。本工作可为开发温度响应型智能光声纳米探针从而增强成像对比度提供一定的参考。