Yb3+掺杂晶体材料是重要的激光材料，在超短脉冲激光、大功率激光等领域有重要应用前景，但长期以来很难通过实验拟合确定Yb3+晶体场参数，尤其 是低对称体系，从头计算是解决此问题的重要途经。本文介绍了适合计算稀土离子掺杂晶体的从头计算DV-Xα方法和有效哈密顿量模型，用该方法计算了Yb3+ 掺杂M型和M’型钽铌酸盐的晶场参数和旋轨耦合参数，得到的能级结构和实验能很好地符合，并发现了Yb3+掺杂钽铌酸盐的晶场强度参数随稀土原子序数呈现 规律变化。表明结合DV-Xα计算和有效哈密顿量方法是计算Yb3+掺杂低对称钽铌酸盐晶体场的有效途径，结果显示Yb3+掺杂钽铌酸盐晶体有望成为新型全固态 激光工作物质。

钡镓锗硒(BaGa2GeSe6，BGGSe)晶体是由中国科学家发明的一种性能优异的新型红外非线性光学材料。目前国内未见到关于该晶体的大尺寸制备报道。 本研究采用自制的双温区管式炉成功合成出BGGSe多晶，单次合成量达到400 g；采用坩埚下降法生长出大尺寸高质量BGGSe单晶，尺寸为30 mm×90 mm，为 国内首次；通过定向、切割和抛光等处理工艺，成功制备出BGGSe晶体器件，为该晶体下一步的应用研究打下了坚实基础。

离子注入已被证明是改善蓝宝石光学和机械表面性能的一种可靠方法。本文选择不同能量和剂量的镁/钛离子注入蓝宝石。利用TRIM (Transport of Ion Matter)程序分析了镁/钛离子在蓝宝石晶体中的射程分布。利用拉曼光谱和掠入射X射线衍射分析了损伤层深度和微结构变化。离子注入结果显示，蓝宝 石的纳米硬度、纳米划痕和红外性能等均呈现出可调节的特性。

为了满足高功率白光发光二极管(Light-Emitting Diode, LED)对荧光体的高性能要求，对白光LED用CexGd∶YAG单晶荧光材料的制备和光学、电学、热 学特性进行了研究。采用提拉法生长了CexGd∶YAG(x=0.02, 0.04, 0.06, 0.08)单晶，并借助于X射线衍射(XRD)、吸收光谱、发射光谱等对晶体的光谱特性进 行了表征, 同时也测试分析了相对荧光强度随温度的变化关系、基于不同Ce3+浓度CexGd∶YAG单晶的白光LED性能参数。结果表明CexGd∶YAG单晶在450 nm的 蓝光激发下，产生一个500~650 nm的宽峰发射，在100 ℃高温下，其荧光光强比商用荧光体粉末高出10%。当Ce3+浓度为6%时，采用CexGd∶YAG单晶荧光片的 白光LED光效高达153 lm/W，是Ce∶YAG和树脂荧光材料白光LED的两倍多。CexGd∶YAG单晶荧光片，具有更高更稳定的荧光光强，制作的白光LED光效有明显提 升，有望成为新型的商用荧光体。

基于密度泛函理论，采用广义梯度近似法，研究了黄铜矿结构AgAlSe2在高压下的晶体结构、晶格动力学稳定性与电子结构。结果显示：在0 GPa时 AgAlSe2的晶格参数与实验值吻合，在13.9 GPa附近，质量密度、Se-Ag键长、Se-Al键长、晶格常数a突然增大，相对晶胞体积V/V0、晶格常数c突然减小，声 子谱出现虚频，结构变得不稳定，带隙发生突变，数值呈减小趋势。表明AgAlSe2晶体在13.9 GPa附近发生结构相变。该研究为AgAlSe2晶体在理论上所能承受 的高压提供信息支撑。

硼是金刚石中最常见的受主元素之一, 其在价带之上0.37 eV处形成了浅能级, 因此硼掺杂金刚石被认为是一种理想的p型半导体材料。在化学气相沉积 法制备的硼掺杂金刚石中, 硼杂质在晶体中的分布非常不均匀, 其拉曼信号强度对测试位置的依赖性非常强, 且可重复性很差。而对于高温高压法合成的硼掺 杂金刚石来说, 同一晶面上硼杂质分布变化较小。本文利用低温光致发光光谱研究了高温高压法合成的硼掺杂金刚石辐照缺陷的光致发光性质, 并利用晶体生 长理论讨论了辐照缺陷在不同晶面上的分布情况。

采用溶胶凝胶-燃烧法，柠檬酸为络合剂合成出系列Gd2(MoO4)3∶Eu3+荧光粉。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱对样品的结构、 形貌和发光性能进行了研究。XRD分析表明：稀土离子与柠檬酸为1∶0.5时，800 ℃热处理获得单斜结构的Gd2(MoO4)3∶Eu3+荧光粉。单斜结构的Gd2(MoO4)3 ∶Eu3+荧光粉到正交结构的Gd2(MoO4)3∶Eu3+荧光粉的转换可以通过改变稀土离子与柠檬酸摩尔比和热处理温度等合成条件实现。Gd2(MoO4)3∶Eu3+荧光粉的 形貌受合成条件的影响。荧光光谱研究表明：Gd2(MoO4)3∶Eu3+荧光粉的主发射峰位于616 nm处来自于Eu3+的5D0→7F2电偶极跃迁。正交结构的Gd2(MoO4)3∶ Eu3+荧光粉发射强度明显高于单斜结构的荧光粉。计算5D0→7F2与5D0→7F1跃迁发射的相对强度比值表明：正交结构的Gd2(MoO4)3∶Eu3+中Eu3+局域环境的对 称性较高。

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法，对Co掺杂CrSi2的几何结构、电子结构和光学性质进行了计算与分析。结果表明，掺杂后的CrSi2 晶格常数无明显变化，禁带宽度增大。由于Co元素3d电子的影响，在费米能级附近出现了杂质能级。掺杂后的CrSi2复介电函数虚部在低能方向发生红移，在 小于1.20 eV，大于2.41 eV的能量范围内光跃迁强度增强。吸收系数的主峰向高能方向移动，峰值增大，在小于1.38 eV，大于3.30 eV的能量范围改善了 CrSi2对红外光子的吸收。光电导率的主峰向高能方向移动，在小于1.16 eV，大于2.36 eV的能量范围内光电导率增强，说明掺杂Co元素后改善了CrSi2特别是 红外光区的光电性质，计算结果为CrSi2光电器件的研究制造提供了理论依据。

基于密度泛函理论，利用第一性原理计算Mg-N阴阳离子双受主共掺杂SnO2的电子结构、电荷密度分布和缺陷形成能。Mg、N分别取代SnO2晶体中的Sn和O ，掺杂浓度分别为4.17at%、2.08at%，Mg-N键之间的共价性明显高于Sn-O键，富氧条件下，Mg-N共掺杂的缺陷形成能为2.67 eV，有利于进行有效的受主替代 掺杂。Mg单受主掺杂SnO2时，增加了带隙宽度，费米能级进入价带，Mg-N共掺杂SnO2时，带隙窄化，表现出明显的p型导电类型。

二氧化钒(VO2)是一种热至变色材料，在临界温度340 K有金属-半导体相变。第一性原理计算结果发现：C、N、F元素以1.56%、3.13%、4.69%的原子浓 度掺杂M1相VO2的带隙Eg1降低到0.349~0.612 eV，其中氮元素以4.69%的浓度掺杂VO2的带隙Eg1最小(0.349 eV)。在C、N、F掺杂M1相VO2体系中，3.13%的N掺 杂可以有效降低相变温度，并且对可见光透过率影响不大，所以3.13%的N原子掺杂VO2可以在实际中应用。

在Si/SiO2衬底上使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制备器件介电层的修饰层，改善介电层界面质量并诱导有源层生长，从而提高有源层的结晶程度。通过 真空蒸镀法生长并五苯/红荧烯双层结构有源层，制备有机薄膜晶体管(OTFT)，并研究器件性能随红荧烯层厚度变化的情况。测试结果表明，修饰后的器件阈 值电压为-3.55 V，电流开关比大于105，迁移率达到0.0558 cm2/V?s，亚阈值摆幅为1.95 V/dec，器件总体性能得到改善。

通过一步法制备了全无机CsPbBr3/Cs4PbBr6钙钛矿复合纳米晶，采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、荧光 光谱仪(PL)对所制备的CsPbBr3/Cs4PbBr6复合纳米晶进行表征，并系统研究了一步法反应过程中反应温度、反应时间和Cs/Pb比对纳米晶的物相、形貌以及光 学性能的影响规律。结果表明：所制备的样品为分散性较好、结晶度较高且呈立方块形貌的复合纳米晶，平均粒径约为20 nm。随反应温度升高以及反应时间 延长，纳米晶的荧光强度呈先增加后减小的趋势；当反应温度为90 ℃、反应时间为30 min时，纳米晶的荧光性能最佳。此外，Cs/Pb比对纳米晶的物相组成和 发光强度也具有较大的影响，随着Cs/Pb比增大，样品中Cs4PbBr6相含量逐渐增加，可对CsPbBr3纳米晶起到保护作用，因此样品的发光强度逐渐增强；当 Cs/Pb=2∶3时，样品的荧光强度达到最高值。然而，过大的Cs/Pb比例阻碍了CsPbBr3相的形成，造成了纳米晶荧光强度的降低。

本文采用热分解法制备了NaYbF4纳米晶。通过TEM图像对NaYbF4纳米晶的尺寸进行表征。根据Beer-Lambert理论建立了NaYbF4纳米晶浓度与其光吸收度 间的关系。提出了NaYbF4纳米晶浓度调节方法，利用NaYbF4纳米晶中Yb3+的吸收光谱确定溶液中NaYbF4纳米晶的浓度，并给出了纳米晶浓度调节公式。为了检 验这种浓度调节方法，对五批次NaYbF4纳米晶样品的浓度进行调节，发现浓度调节方法非常可靠。并对调整后的浓度进行多次测量，检验此调节方法的误差， 最大误差在9%。

采用两步法在二氧化锡掺氟(SnO2∶F，FTO)导电玻璃基板上制备出钇(Y)掺杂多孔结构氧化锌(ZnO)纳米棒，首先利用浸渍-提拉法在FTO导电玻璃基板上 制备ZnO晶种层，然后利用水热法在ZnO晶种层上生长Y掺杂ZnO纳米棒。研究了不同浓度Y掺杂ZnO纳米棒的晶相结构、微观形貌、化学组成及光学性能。实验结 果表明：所制备的Y掺杂ZnO纳米棒为沿c轴择优取向生长的六方纤锌矿结构，随着Y掺杂浓度的增加，ZnO纳米棒(002)衍射峰强度先增大后减小，纳米棒的平均 长度由1.3 μm增加到2.6 μm。ZnO纳米棒的形貌由锥状结构向柱状结构演化，纳米棒侧面的孔洞分布密度增加。所制备的Y掺杂ZnO纳米棒具有一个较弱的紫 外发光峰和一个较强的宽可见发光峰。所制备样品的光学带隙随着Y掺杂浓度的增加而减小，其光学带隙在3.29~3.21 eV之间变化。利用Y掺杂ZnO纳米棒作为 量子点敏化太阳能电池的光阳极可极大提高太阳电池的光电转换效率。

开发非贵金属析氢电催化剂对于解决当前严重的能源危机具有现实意义。本文在导电金属基底泡沫镍上原位生长NiCoP纳米棒阵列，该自支撑合金电极 材料显示出优异的电催化析氢性能，在1 mol/L氢氧化钾电解液中，达到电流密度10 mA/cm2时，其仅需要过电位93 mV，此外该催化剂还具有较低的塔菲尔斜 率、电荷迁移电阻和较高的催化稳定性。

以喹啉-2-甲酸与醋酸镍为原料，采用水热法合成配合物2[NiL2(H2O)2]?DMF(L=喹啉-2-甲酸根离子，DMF=N,N-二甲基甲酰胺)，并通过X-射线单晶衍射 、X-射线粉末衍射、元素分析、红外光谱、热重分析、荧光光谱对其进行结构解析和性质表征。晶体结构解析表明：标题配合物晶体属于正交晶系，空间群为 Pna21；其晶胞参数是：a=2.06753(6) nm， b=0.82571(3) nm，c=2.34776(7) nm，V=4.0081(2) nm3，Z=4，Mr=951.210，Dc=1.576 g/cm3。标题配合物为单 核配合物，配位单元之间通过分子间氢键和π-π堆积作用，把配合物扩展为三维超分子结构。荧光光谱分析表明配体和标题配合物均有良好的荧光性，且配 合物荧光性优于配体。

以LaCl3、ZrClO2?8H2O为原料，无水乙醇为溶剂，采用微乳液静电纺丝法制得烧绿石型的锆酸镧纤维，并引入分相剂石蜡在纤维中构筑多孔结构。采 用XRD、SEM和BET研究了纤维的结构和形貌，采用PL光谱测试了Eu3+掺杂的锆酸镧纤维的发光性能。研究表明，引入分相剂石蜡可以改善纤维中的孔结构，当 石蜡用量为4 mL时所制备的锆酸镧纤维物相纯度高，其比表面积为20.77 m2?g-1，平均孔径19.3 nm，有较为丰富的孔结构且分布均匀。因此，在该纤维中掺 杂Eu3+后，由于氧离子与稀土离子间的电荷跃迁，以及多孔结构光散射的作用，多孔纤维的发光强度有所提高。

在制备的磷酸银表面吸附少量的聚乙烯醇(PVA)，并通过热处理制备了DPVA/Ag3PO4复合材料。使用傅立叶红外光谱法(FT-IR)和荧光光谱法(PL)对 DPVA/Ag3PO4复合材料进行表征。分析得知，经聚乙烯醇复合改性的DPVA/Ag3PO4复合微粒中存在共轭结构，光生电子-空穴对复合率降低，光催化活性得到显 著提高。研究了不同条件(复合比例、热处理温度、热处理时间)下制备的复合光催化剂在可见光下催化降解甲基橙的光催化性能。当PVA与Ag3PO4质量比为1∶ 4000，热处理温度为190 ℃, 热处理1 h 时光催化效果最好。

以偏钛酸和三聚氰胺为原料，在空气氛围下700 ℃煅烧退火制备C-N改性TiO2光催化剂。利用XRD、FT-IR、XPS、SEM、UV-Vis、BET等手段对改性前后的 样品进行表征分析。分析结果显示，改性样品为大比表面积、多孔隙锐钛矿晶型TiO2材料，TiO2晶格中部分O被N取代，表面吸附酰胺化合物。与纯TiO2相比， C-N/TiO2对NO的催化氧化效率大幅度提高。其中C-N/TiO2-2对NO的催化氧化率达到69%。

以TiO2和炭黑为反应物，TiC为添加物，通过反应烧结法制备出多孔TiC陶瓷。研究了TiC的添加量对晶粒大小、孔径尺寸、开气孔率及抗弯强度的影响 。研究结果表明：随着TiC的添加量从0%增大到100%，反应生成TiC的粒径从0.17 μm增大到0.71 μm，孔径尺寸从0.15 μm增大到1.51 μm，开气孔率从78% 持续降到38%，抗弯强度先增加后减小，添加量为80%时最高(86 MPa)。TiC生长机理主要是由于添加的TiC使TiO2周围的碳含量减少，从而导致反应生成TiC的 熔点降低，扩散能力提高，晶粒粒径增大。

氧化锆(ZrO2)陶瓷因其性能优异，常被应用于医学与工业等领域。通过表面微纳加工可进一步发挥其性能优势，扩大应用范围。实验采用绿光飞秒激光 对具有不同显微结构的ZrO2陶瓷基体进行微孔加工，结合显微结构差异对材料物理性能的影响，系统研究了激光加工功率与加工时间等工艺参数对微孔形貌、 直径及深度等不同维度下形貌学特征的作用效果。结果表明，同一加工参数下，晶粒更小、显微结构更均匀、热导率更低的ZrO2具有更高的加工效率；通过对 比微孔直径与深度随激光加工工艺参数的变化，发现材料显微结构的差异对微孔轴向的影响比径向更加显著。

本文采用共沉淀法制备Dy掺杂Ca1-xDyxMnO3(x=0, 0.02, 0.03, 0.05, 0.10)热电材料，通过X射线衍射对热电材料进行物相结构表征，利用Rietveld粉 末衍射全谱拟合方法对X射线衍射数据进行精修得到Dy掺杂Ca1-xDyxMnO3(x=0, 0.02, 0.03, 0.05, 0.10)热电材料的精细结构，利用标准四探针法测试高温热 电性能。Rietveld精修结果表明，随着Dy掺杂量的增加，CaMnO3样品的晶胞参数及晶胞体积逐渐变大。对应的电阻率测量结果表明，掺杂样品的电阻率随着Dy 掺杂量的增加而减小。其中Ca0.9Dy0.1MnO3的室温电阻率最低，为6.7×10-5 Ω?m，是未掺杂CaMnO3的1/6倍。

以纳米η-Al2O3粉和工业铬绿为原料，以摩尔比1∶1配比制备Al2O3-Cr2O3固溶体，以TiO2为烧结助剂，在还原气氛下经1400 ℃、1500 ℃和1600 ℃固 相烧结。研究了TiO2的加入对纳米η-Al2O3制备Al2O3-Cr2O3固溶体的致密度、线收缩率、相组成、晶胞参数、互扩散程度和微观结构的影响。结果表明： TiO2的加入能促进Al2O3-Cr2O3固溶体的致密化；当温度为1600 ℃，TiO2的添加量为2wt%时，试样的体积密度最大为4.57 g?cm-3，线收缩率为19.8%；TiO2 的加入能使Al2O3-Cr2O3固溶体中Al3+和Cr3+的互扩散程度增加；微观结构表明，TiO2的加入能使Al2O3-Cr2O3固溶体晶粒之间结合更紧密，实验温度范围内， 随着TiO2添加量的增加晶粒从沿晶断裂向穿晶断裂转变，只在晶间和晶内存在极少量气孔，当温度为1600 ℃，TiO2的添加量为2wt%时，晶粒大小较均匀，平 均晶粒尺寸约10 μm。

核壳结构的碳材料具有优异的吸波性能，但是在陶瓷基体中难以分散均匀。本研究通过化学气相沉积法在氮化铝陶瓷基体中引入磁性纳米洋葱碳，制备 了FeNi@CNOs/AlN复合材料，研究了其相组成、微观形貌和吸波性能。结果表明，1100 K下基于Al粉与C粉，FeNi催化剂的存在可原位生成FeNi@CNOs/AlN复合 材料；10wt%FeNi@CNOs/AlN复合材料在8.29~15.32 GHz范围内，其RL值均低于-10 dB，在13.2 GHz处达到最大值为-23 dB。

采用溶胶-凝胶法，以氧化琼脂糖和四甲氧基硅烷为前驱体，通过水解、缩聚反应制得琼脂糖/硅胶复合材料，进一步利用开环、 “巯-烯”点击和酰胺 化反应对复合材料实现酰胺基团功能化修饰。借助红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)对所制备复合材料进行结构、组成和微观 形貌表征。以制备的酰胺功能化修饰琼脂糖/硅胶复合材料为吸附剂，探讨其对莱克多巴胺的吸附过程，实验考察了溶剂、吸附时间、莱克多巴胺的初始浓度 等对吸附的影响。结果表明：经过修饰反应酰胺基团成功接枝到琼脂糖/硅胶复合材料，该材料颗粒呈球形，粒径在2~3 μm之间；复合材料对莱克多巴胺表现 出良好的吸附性能，吸附过程50 min达到平衡，适合准二级动力学特征，属化学吸附，吸附等温线符合Freundlich模型；复合材料经过6次吸附解析，再生后 对莱克多巴胺的吸附率仅有小幅下降，表明具有较好的循环再生吸附能力。

利用粉煤灰制备沸石分子筛是其高值化利用的重要方向之一。以循环流化床粉煤灰为原料，采用酸浸预处理-氢氧化钠碱熔活化-水热晶化法制备F型八 面沸石，并用于吸附亚甲基蓝。考察酸浸温度、碱熔温度及碱灰质量比对粉煤灰结构的影响及碱熔温度、碱灰质量比、液固比及晶化时间对沸石的结构和形貌 的影响。通过XRD和SEM对粉煤灰沸石的晶体结构和形貌进行表征。结果表明，利用循环流化床粉煤灰制备高纯F型八面沸石适宜条件为碱熔温度550 ℃，碱灰 质量比1.5∶1，液固比12 mL/g，晶体导向剂用量10%，晶化温度100 ℃，晶化时间20 h。其比表面积高达357 m2/g，且对亚甲基蓝的饱和吸附量高达178 mg/g 。

随着光通信和高功率激光技术等领域的发展，磁光隔离器得到了越来越广泛的研究和应用，推动了磁光材料尤其是磁光晶体的发展。目前已经发展了多 种新型磁光晶体，同时为了满足大功率激光的需求，需要不断提高磁光晶体尺寸和光学品质。本文首先介绍了法拉第磁光效应及应用，然后介绍了稀土正铁氧 体、稀土钼酸盐、含铽铌酸盐、钇铁石榴石、含铽石榴石磁光晶体及部分种类磁光陶瓷的研究进展，最后对磁光晶体的未来进行了展望。

本文综述了几种具有典型几何形状的纳米氧化铝(主要包括球形、片状和一维线状以及棒状)的形貌与性质的关系。分析了控制这些形貌的制备方法，概 括总结了各种形状纳米氧化铝的用途和发展前景。

相比用于制备晶体材料的化学气相输运(Chemical Vapor Transport, CVT)方法，近空间气相输运沉积(Close-spaced Vapor Transport Deposition, CSVT)及气相输运沉积(Vapor Transport Deposition, VTD)方法不为人们所熟知。近几年来，气相输运沉积逐渐应用于锑基薄膜(Sb2Se3、Sb2S3及Sb2(Se,S) 3)、锡基薄膜(SnS、SnS2)及铋基薄膜(Bi2Se3、Bi2Te3)等材料的制备，有可能成为一种重要的材料制备方法。本文综述了气相输运沉积用于化合物薄膜制备 的研究进展，对其特点进行分析，并对其发展趋势进行了展望。

晶须生长机制一直备受关注，然而“晶须到底是怎样生长为条状的？”这一科学问题始终未能得到解决。传统晶须生长机制不适用于液相体系晶须生长 。本文试图提出液相体系晶须生长机制应为拓展的ACP(Anion Coordination Polyhedron)机制。因为传统的晶须生长机制未能解释液相体系晶须的生长形态， 也未能解释晶须的多样性以及指导人工可控晶须生长。拓展的ACP生长机制克服了这些问题，并有效地指导人工晶须生长。

光催化技术是解决环境污染和能源危机的最有效手段之一。Ag3VO4是一种可见光响应的半导体材料，应用于光催化制氢和环境污染物降解。由于Ag3VO4 光生载流子易复合使其光量子效率低，限制了其在实际生产中的应用。如何提高Ag3VO4的光催化活性成为当前科研人员研究热点。将Ag3VO4与其它半导体复合 是提高其光催化性能有效方法。本文综述了近年来Ag3VO4基复合光催化剂类型、制备方法、光催化降解性能和反应机理等方面的研究进展，并对现有Ag3VO4基 复合光催化剂存在的问题进行探讨，展望了Ag3VO4基复合光催化剂未来发展方向。