构建宽窄带隙同型异质结构的双层薄膜是提高透明导电薄膜光电性能的新思路。采用基于密度泛函的第一性原理，对本征和掺杂SnO2/SnSe2的电子结构、光学性质、载流子迁移率、电荷分布、能带排列进行计算。结果表明：本征和掺杂SnO2/SnSe2电子结构内部存在的电势差会使体系内部的电子向着界面处或SnSe2处转移，处于界面处的电子会在界面间隙内形成二维电子气并在界面处高速移动，从而提高了载流子的迁移率，而处于SnSe2处的电子由于没有杂质离子散射的影响迁移率也相应提高，4种不同掺杂类型异质结构的载流子迁移率分别为772.82、5 286.04、2 656.90 m2/(S·V)和17 724.60 m2/(S·V)，光学透过率在80%以上。

金刚石探测器具有体积小、抗辐照能力强、时间响应快等优点，在核辐射领域应用优势显著。早期金刚石核辐射探测器均采用天然金刚石材料，化学气相沉积(chemical vapor deposition, CVD)金刚石人工合成技术的进步，极大地促进了金刚石核辐射探测器的发展与应用。本文从CVD人造金刚石材料入手，分析了制约金刚石探测器性能的杂质与缺陷、CVD金刚石的合成工艺、探测器级金刚石中杂质与缺陷的表征方法，并基于载流子迁移率与寿命乘积、探测器的电荷收集效率等性能指标，总结了CVD金刚石中的杂质与缺陷对探测器性能的影响规律，介绍了国外金刚石核辐射探测器的应用现状并展望了国内金刚石核辐射探测器的发展前景。

采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)技术, 通过改变气源中的氮含量, 得到不同结晶质量的单晶金刚石, 通过激光切割以及抛光控制样品尺寸为5 mm×5 mm×0.5 mm, 然后对样品进行表面氢化处理并研制了金刚石射频器件, 系统研究了氮含量对金刚石材料晶体质量和金刚石射频器件性能的影响。随着氮含量的增加, 虽然单晶金刚石生长速率有所增加, 但是其拉曼半峰全宽(FWHM)、XRD摇摆曲线半峰全宽也逐渐增加, 光致发光光谱中对应的NV缺陷逐渐增多, 晶体结晶质量逐渐变差, 不仅导致沟道载流子的迁移率出现退化, 而且也使金刚石射频器件出现了严重的电流崩塌和性能退化问题。通过降低氮浓度, 提升材料的结晶质量, 沟道载流子迁移率得到显著提升, 金刚石射频器件的电流崩塌得到有效抑制, 电流增益截止频率fT和功率增益截止频率fmax分别从17 GHz和22 GHz大幅度提升至32 GHz和53 GHz。

有机光电材料大致可分为小分子或低聚物和聚合物两类。载流子迁移率是衡量有机光电材料导电性能的重要参数, 直接关系到材料对电荷的传输能力。因此, 测量材料的载流子迁移率是研究有机光电材料的基本工作之一。通过对几种不同测试方法的总结与分析, 报道了几种载流子迁移率测试技术, 并指出各种测试方法的应用原理及适用的测试范围, 对采用合理的手段研究考察载流子在有机光电材料及器件中的传输特性及其对有机光电器件的性能影响有重要的意义。

搭建了一套基于Photo-CELIV测量载流子迁移率的实验系统。采用Nd3+YAG脉冲激光器作为诱导光源，在1~20 Hz的工作频率下，实验系统可输出波长为532 nm、脉宽为10 ns的激光脉冲，其能量在0.1~1 mJ范围内可调，光斑直径小于2 mm，激光器持续工作5 h后的能量不稳定度为±8%。该研究为半导体材料载流子迁移率的测量提供了一定的参考。

为了研究锑化铟(InSb)半导体材料光电导太赫兹辐射过程, 用数值计算方法分析材料内载流子迁移率和表面电流, 以及不同性质抽运激光器对太赫兹波近场强度的影响, 用宏观电磁场理论和微观半导体理论分析材料表面电流, 比较了InSb和GaAs材料的太赫兹波功率谱曲线。结果表明, InSb材料载流子弛豫时间越长, 载流子迁移率越大; 表面电流与载流子寿命和弛豫时间成正比; 宏观电磁场理论更适于分析表面电流; 抽运激光饱和能量密度越大, 太赫兹近场辐射强度越强; 抽运激光脉冲宽度越短, 太赫兹近场辐射强度越强; InSb光电导辐射太赫兹波功率比GaAs高。该结果为基于InSb光电导太赫兹辐射源的研究奠定了一定的基础。

制备了基于F16CuPc和CuPc的双异质结结构的双极型有机薄膜晶体管.该器件的载流子迁移率是相同工艺制备的F16CuPc和CuPc双层单异质结有机薄膜晶体管器件的4~5倍.同时,该双异质结结构还能调整载流子的阈值电压,减少双层结构对薄膜厚度等工艺条件的苛刻要求.这种双异质结结构为提升双极型有机薄膜晶体管器件的性能提供了一种有效方法.

载流子迁移率是半导体材料的一项重要参数, 而有机材料的载流子迁移率较低, 限制了一些传统方法的使用。文章建立了一套用于测量有机材料载流子迁移率的渡越时间(TOF)法实验系统, 着重介绍了实验系统中各元件的作用及要求, 实验关键技术参数等。该实验系统的主要特点是把激发光源同时作为外触发光源, 消除实验中杂散信号的干扰, 得到清晰的信号。同时利用实验系统对无机材料Se, 有机共轭聚合物材料MEH-PPV的载流子迁移率进行测量, 结果表明: 该实验系统组建方便, 快捷, 可以较好用于测量有机材料低载流子迁移率, 具有一定的实用价值。

载流子迁移率是标定共轭聚合物光电器件性能的重要参数，在数值上其大小远小于传统半导体材料，所以常常用飞行时间方法来测量。利用自行搭建的变温飞行时间检测系统，能够准确地测量聚合物中载流子的迁移率。从原理和实践上，讨论了影响检测结果的限制因素和关键参数，其中包括光生载流子数量、薄膜样品厚度、激发光脉冲宽度、检测外电路的响应时间、载流子在电介质中的弛豫时间和对放大器探测器频率的限制等。只有选取恰当的实验参数才能够获得准确可靠的检测结果。

研究了采用MOCVD技术分别在100与500Torr反应室压力下生长的非故意掺杂GaN薄膜的光学与电学性能。研究表明，低压100Torr外延生长条件可以有效地降低Ga与NH3气相反应造成GaN薄膜的碳杂质沾污，从而抑制造成光致发光中黄光峰与蓝光峰的深受主的形成，所制备的材料表现出较好的光学性能。同时，不同生长压力下的GaN薄膜表现出相异的电学性能，即在500Torr下生长的样品通常表现出更高的载流子浓度（（4.6~6.4）×1016cm-3）与更高的迁移率（446~561cm2/(V·s)），而100Torr下生长的样品通常表现为更低的载流子浓度(1.56~3.99)×1016cm-3与更低迁移率（22.9~202cm2/(V·s)）。