本文根据化学组成的特点将非氟卤化物闪烁晶体划分为AX、MX、RX3、AMX3、A2MX4、A4MX6、AM2X5、ARX4、A2RX5、A2A′RX6、A3RX6、A2TX6型等，其中A、M、R和T分别代表+1价、+2价、+3价和+4价的金属元素，X代表除氟以外的卤族元素，A′表示与A不同的+1价金属元素。着重介绍了其中光输出高于40 000 ph/MeV的γ射线探测用闪烁晶体以及光输出高于20 000 ph/MeV的中子和γ射线双探测用闪烁晶体，并对它们的研究现状和发展趋势进行了简要评述。

镝掺杂硫镓铅(Dy∶PbGa2S4，Dy∶PGS)晶体是一种性能优良、具有潜在应用价值的中红外激光介质材料。为推动该晶体的实用化研究，迫切需要制备出大尺寸高品质Dy∶PGS单晶。本研究采用自制的双温区管式炉成功合成Dy∶PbGa2S4多晶，单次合成量达到230 g; 首次采用竖直梯度冷凝法制备该晶体并成功生长出大尺寸高质量Dy∶PbGa2S4单晶，尺寸达到27 mm×100 mm; 通过切割和抛光等处理工艺，成功加工出Dy∶PbGa2S4晶体器件，为下一步的激光应用研究打下了坚实基础。

采用垂直布里奇曼法成功生长了一种Cs4SrI6∶3％Eu闪烁晶体。毛坯晶体尺寸最大为25×70 mm3，是目前最大的Cs4SrI6∶Eu单晶。XRD结果表明，晶体具有K4-CdCl6晶体结构，属于R-3C空间群，通过紫外-可见荧光光谱和X射线激发发射光谱，研究了晶体的荧光性能。研究了在137Cs 662 keV辐射下Cs4SrI6∶Eu单晶的闪烁性能和衰减时间，表明该晶体具有较高的光输出和优良的能量分辨率,衰减时间约为1.86 μs。通过分析Eu2+在晶体中不同部位的浓度，计算出Cs4SrI6∶Eu晶体中Eu2+的分凝系数约为1.136，结果表明Cs4SrI6∶Eu晶体在辐射探测中具有潜在的应用前景。

采用坩埚下降法，在真空密封的石英坩埚中成功生长出复合稀土卤化物RbY2Cl7∶Ce单晶。此晶体属于正交晶系，晶胞参数为: a=1.274 69 nm，b=0.693 02 nm，c=1.266 55 nm。熔点为617 ℃。表征了该晶体的X射线光致激发-发光光谱、激发发射光谱、γ射线多道能谱及激发衰减曲线等闪烁性能。RbY2Cl7∶Ce的激发-发射光谱显示发射峰在389 nm左右，激发峰在336 nm左右。在137Cs源的γ射线激发下能量分辨率约为9.8%，闪烁衰减时间约为35 ns。

用冷等静压制多晶料棒通过高温固相法制备Gd2SiO5∶Eu3+粉末，并使用光学浮区法制得晶体。对其进行微观组织结构及光谱性能测试，XRD分析表明，晶体生长方向为［001］方向; 摇摆曲线和Raman分析均表明其结晶状况比粉末、料棒更好; 晶体无宏观和微观缺陷; EDS及XPS分析表明晶体中无杂质成分，且XPS谱中可以观测到Gd3d5/2、Eu4d5/2光电子峰劈裂，分别对应7配位和9配位离子。UV-Vis低温吸收谱中存在Eu3+-O2-电荷转移吸收带和Gd3+4f-4f电子跃迁吸收(6D/I/PJ→8S7/2)吸收限，做(Ahν)1/2-hν曲线得到其禁带宽度为5.9 eV; 样品在紫外激发下呈橘红色，并在254 nm、277 nm、365 nm、396 nm激发下可产生发射峰为583 nm、596 nm、620 nm、629 nm的红光发射(对应Eu3+的5D0→7F0,1,2,3)，其中277 nm激发下强度最大; 以583 nm、596 nm、620 nm、629 nm为监测波长，其激发谱在200~500 nm波段，并出现以277 nm为中心的宽谱(对应Eu-O电荷转移跃迁和Gd3+ 8S7/2→6IJ)以及313 nm (Gd3+8S7/2→6PJ)、396 nm(Eu3+ 7F0→5L6)和466 nm (Eu3+的7F0→5D3)激发锐峰。由此可知，光学浮区法可以得到质量良好的Gd2SiO5∶Eu3+晶体。

本文研究了在石墨烯上生长GaN薄膜时晶体取向的变化。采用AlN成核层辅助生长，GaN由取向相差较大的小晶粒，逐渐合并为与石墨烯取向一致的晶粒，最终形成了约4.6 μm厚的GaN薄膜。通过EBSD和XRD证实了GaN晶体取向一致性的提高，拉曼光谱也表明GaN晶体的高质量。

采用共沉淀法合成5at%Yb∶CaF2纳米粉体。该粉体为纯立方CaF2相，平均颗粒尺寸为45 nm。Yb∶CaF2纳米粉体呈立方体状，具有较好的分散性。通过真空预烧结合热等静压烧结(HIP)后处理制备5at%Yb∶CaF2透明陶瓷，研究了真空预烧温度对陶瓷物相、致密度、显微结构及光学透过率的影响。结果表明，不同温度真空预烧的陶瓷均为纯立方相，在650 ℃真空预烧的5at%Yb∶CaF2陶瓷经HIP 处理后具有最好的光学质量，其在1 200 nm处的直线透过率达到87%(厚度为3 mm)。

结合杰克逊界面理论、分子动力学模拟(MD)和密度泛函理论(DFT)，对硅晶体(100)和(111)面生长过程中固液界面形貌进行研究，包括界面自由能变化、结构变化和生长位置吸附能等。通过杰克逊界面理论计算，发现(100)界面晶相原子和流体相原子在表面各占约50%时吉布斯自由能达到极小值，而(111)界面在表面占比约0%或100%时达到极小值，说明当热力学平衡时，(100)面趋向于粗糙面，(111)面趋向于光滑面; 分子动力学模拟显示，随着生长的进行，初始光滑的固液界面在(100)面上会逐渐转变为粗糙界面，而(111)面则始终保持光滑界面生长; 且在生长过程中，(100)面的生长速率明显高于(111)面，因为(100)面始终为粗糙面生长; DFT计算发现，(100)面上的所有生长位置吸附能接近，可以实现连续生长，(111)面吸附能则存在明显的差值，生长原子需要吸附在台阶处才能进行层状生长。

作为集成电路制备的衬底材料，对硅单晶的均匀性以及微缺陷的尺寸、密度要求极高。传统直拉法生长硅单晶过程中，通过拉速变化控制晶体直径，因此拉速始终处于波动状态。恒定拉速对晶体均匀性及缺陷密度、尺寸的影响研究较少。本研究实现了在35±0.7 mm/h的拉速范围内生长出直径300 mm硅单晶，对晶体片间和片内电阻率分布以及FPD缺陷分布进行了检测，结果显示，在更小拉速波动阶段，晶体的电阻率均匀性得到改善，FPD缺陷密度降低。

依据功率晶体管电流放大倍数高低温变化率的实际电参数指标要求，利用TCAD半导体器件仿真软件和晶体管原理对其进行深入的分析。结果表明，针对较大测试电流、较高电流放大倍数的功率晶体管，在一定程度上降低发射区掺杂浓度、提高基区掺杂浓度可有效改善电流放大倍数的高低温变化率。并在一定的发射区表面浓度和基区表面浓度下，通过优化发射区结深和基区宽度可满足常温电流放大倍数的指标要求。结合仿真研究结果，通过实际流片，对关键的工艺进行工艺攻关。流片结果表明，采用降低发射区掺杂浓度并提高基区掺杂浓度的工艺方法，电流放大倍数高低温变化率得到有效改善，并能控制其他参数实测值满足设计要求。

基于密度泛函理论，对Al组分由0～1变化时AlxGa1-xAs体系的晶体结构、差分电荷密度、光电性质以及热力学性质进行第一性原理计算。得到AlxGa1-xAs体系的晶格常数a与Al组分x之间呈线性增加关系。能带结构图显示其禁带宽度将随掺入Al组分x的增加而变大，并且当x≥0.5时，体系能带由直接带隙变为间接带隙。静介电系数ε1(0)随掺入Al组分增加而减小，吸收系数带边随x增大而发生蓝移现象。由材料体系的德拜温度随Al组分的变化情况可知，Al组分增加，体系的声速和弹性劲度常数也相应地增大，高温时比热容的非线性增大是单位质量内AlxGa1-xAs的原胞数非线性增加所导致。通过分析不同Al组分下AlxGa1-xAs体系的光电特征、热力学性质，从而为AlxGa1-xAs在光电子器件以及太阳能电池等方面的应用以及后续的深入研究打下理论基础。

本文在聚吡咯并吡咯二酮-联噻吩(PDPP-2T，P1)的基础上，分别选取了吡啶(Py)、噻唑(Tz)、呋喃(THF)三种基团构造D-π-A共聚物P2、P3、P4，并通过密度泛函(DFT)第一性原理计算了四种聚合物的光电性质。计算结果表明，引入π桥后，能带曲率变大，有利于提升共聚物导电性，但带隙均增大; 光吸收峰的短波吸收峰均发生红移，P2与P4的长波峰发生蓝移，而P3的长波峰变化不大，且长波吸收峰的强度均减弱。并用Bader电荷分析研究了三种π桥对D、A单元之间的电荷转移量的影响，发现引入π桥后，P2、P3电荷转移量减少，P4略微增加; 且π桥在共聚物中既可以是得电子单元，又可以是失电子单元，表明引入π桥对D/A共聚物的电荷传输有一定影响。总之，用引入π桥的方法来提升共聚物的光电性质是一个需综合考虑的问题。

几种常用的导电聚合物(如PTAA(聚三芳基胺))具有优良的光电特性，因此适合用作钙钛矿太阳电池中的空穴传输材料来提升器件性能。然而，这些材料的疏水特性导致难以形成致密且高质量的钙钛矿薄膜。此外，即使通过一些方法实现载流子传输层与钙钛矿膜之间的接触，但界面处也会存在严重的载流子复合。同时，这样制备出的粗糙钙钛矿薄膜会导致后续沉积在钙钛矿薄膜上的电子传输层的非均匀覆盖。因此，在疏水载流子传输层上实现良好钙钛矿薄膜沉积以获得优良器件性能仍然具有很大挑战性。在本研究中，利用PbI2进行锚固工程被证明是一种简便、绿色且有效的方法，可有效解决疏水载流子传输层浸润性问题。通过本方法，钙钛矿薄膜质量和器件性能得到了显著提高，并获得了效率高达19.53％的器件。同时，本方法也普遍适用于其他疏水的载流子传输层，进而制备优异的钙钛矿薄膜，这为高性能钙钛矿太阳电池的发展提供了一种可行策略。

基于手性有机膦酸配体(3-phenyl-2-［(phosphonomethyl)amino］propanoic，2-ppapH3)和辅助含氮配体(1,3-di(4-pyridyl)propan，1,3′-dpp)合成得到一对对映体纯的钴有机膦酸配合物R(S)-Co3(2-ppap)2(1,3′-dpp)2(H2O)2·2H2O (R-1 or S-1)。该配合物晶体显示了层状结构，其中{Co1O4N2}八面体，{Co2O3N2}和{Co3O3N2}三角双锥分别与{PO3C}四面体的三个角连接，形成了含有八元环的无机金属链。这些无机金属链通过1,3′-dpp交联，在ac平面上形成分子层。同时研究了配合物R-1和S-1的热稳定性和手性光学活性。

基于化学气相沉积法生长出的单壁碳纳米管(SWNTs)薄膜，利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为基底，制备出一种具有三明治结构的柔性应变传感器，具有良好的光学透明性和电阻响应。探究了不同碳纳米管薄膜层数对传感器性能的影响。实验表明，随着SWNTs薄膜层数的增加，应变传感器的透光性和电阻响应逐渐降低，由单层SWNTs薄膜得到的应变传感器具有最大的电阻变化率，在10%应变下可达100%，即使在微小应变(2%)下仍能检测到明显的电阻变化(18%)。该应变传感器具有良好的耐久性，可以监测人体关节的运动状态，在柔性电子皮肤等领域具有潜在的应用。

提出一种通过控制钛丝直径和碳纳米管束可控制备碳纳米管/聚乙烯醇(CNTs/PVA)空心螺旋纤维的方法。该CNTs/PVA空心螺旋纤维在弯曲至原始长度1/3或拉伸至应变为100%时，电阻仍保持不变。CNTs/PVA空心螺旋纤维的最大拉伸应变高达600%。通过在氩气环境中500 ℃加热30 min退火处理后，CNTs/PVA空心螺旋纤维在30%的应变循环下，残余应变由原始的22%减小至2%，提高了CNTs/PVA空心螺旋纤维的力学性能。

为探究前驱粉体对Ag/AgCl电极电化学性能的影响，利用固相球磨法加入表面活性剂以及不同的干燥方法制备 AgCl 粉体，寻找出优化制备工艺，并制备了 Ag/AgCl 多孔电极。利用 SEM、XRD对粉体进行微观结构分析表征，利用eDAQ电化学工作站和低噪声前置放大器噪声测试装置对电极进行电化学性能测试，讨论微观结构对电极的极化性能、短期稳定性以及电化学噪声水平的影响，并测试其外加电场响应性能。结果表明，固相球磨中加入CTAC(十六烷基三甲基氯化铵)球磨4 h并利用冷冻干燥法所制备的 AgCl 粉体分散性好，形貌均一，粒径1 μm以下; 所制备的复合 Ag/AgCl电极结构呈多孔状，开孔率约32.78%; 电极的交换电流密度大，约1.003 5 A·cm-2，不易极化; 两电极一致性好，极差电位小，约为0.005 mV; 电极具有优良的短期稳定性，电极电势波动不超过0.01 mV/24 h，在1 Hz频率处功率谱密度可低至1.02 nV/Hz，为水下微弱电场探测提供了极为有利的测试基础。

采用水热法合成纳米Co0.5Zn0.5Fe2O4粉体，并借助X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、矢量网络分析仪(VNA)研究工艺条件(晶化温度、晶化时间)对Co0.5Zn0.5Fe2O4物相、形貌及吸波性能的影响。结果表明，当晶化时间为8 h、晶化温度为180 ℃时制备出纯相的尖晶石结构的纳米Co0.5Zn0.5Fe2O4，样品形貌为类球形，平均粒径为10~15 nm。在1~18 GHz频段内，样品在16.47 GHz处的反射率达到-33.9 dB，吸波性能最好。

焦化废水中氨氮和COD(化学需氧量)无法通过生化处理达到排放和回用标准，采用改性二氧化铅电极(ESIXPb-I)对其进行电化学降解实现废水零排放，并考察了电流密度、初始pH值及氯离子浓度对降解的影响。研究结果表明，ESIXPb-I电极提高了Ti/PbO2电极的稳定性和析氧电位，显著降低了电荷转移电阻与膜电阻。ESIXPb-I电极降解焦化废水30 min后，氨氮与COD去除率均达到100%，该降解过程符合伪一级动力学。

锌离子掺杂羟基磷灰石(HA)不仅影响HA的晶体结构和微观形貌，还影响材料的热稳定性和生物学性能。本文采用水热合成法制备了锌离子掺杂HA(Zn-HA)晶须，通过XRD、FTIR和SEM等测定和研究了Zn-HA的晶体结构、形成过程、结晶形貌和热稳定性。结果表明,Zn2+掺杂量＜5%时，可获得单相Zn-HA晶须; 当Zn2+掺量为5%时，合成产物中开始有少量的CaZn2(PO4)2·2H2O杂质相生成; 当增加至8%时，开始有明显的Zn(PO3)2杂质峰出现。随水热合成温度的增加，溶液的OH-不断释放，伴随HA晶核的形成和生长，还有极少量的CaZn2(PO4)2·2H2O和Ca3(PO4)2杂质相，并通过溶解再沉淀生成Zn-HA。当Zn2+的掺杂量在0~8%时，随着Zn2+掺杂量的增加，样品的结晶度逐渐降低，晶格常数a值有所增加，c值基本不变。Zn2+掺杂HA晶须在＞800 ℃的环境下热处理，Zn2+掺杂量的增加和热处理温度的改变都会促进HA晶须向β-TCP转化，形成双相磷酸钙。

氧析出反应(OER)涉及多个电子的转移，动力学较为缓慢，被认为是电解水过程的瓶颈半反应。因此开发高效、稳定的氧析出反应电催化剂，降低该反应的外加过电位是电解水技术发展的关键。本文采用简单的化学浴沉积方法，经低温焙烧成功制备出多孔的无定型NiCo氧化物催化剂，并且该方法一次制备量可达克级。无定型NiCo氧化物因富含氧空位相对于其晶态的NiCo2O4尖晶石复合氧化物具有更优的OER性能，在碱性介质(0.1 mol/L KOH)中当电流密度为10 mA/cm2时的过电位为370 mV，并且表现出优异的催化稳定性。

采用电熔莫来石、烧结莫来石作为硅基陶瓷型芯的矿化剂，制备了氧化硅/莫来石陶瓷型芯，并与未添加矿化剂的陶瓷型芯进行对比。相比于电熔莫来石，烧结莫来石中碱金属、碱土金属杂质含量较高，对石英玻璃的析晶促进作用明显，显著降低了陶瓷型芯的结晶活化能，但过多的杂质作为网络修饰体增大了陶瓷型芯的高温变形。而电熔莫来石既可以在一定程度上促进石英玻璃析晶，还可以提高型芯的高温抗变形能力。加入10wt%电熔莫来石的陶瓷型芯收缩率为0.73%，气孔率30.5%，室温强度18.9 MPa，高温蠕变0.3 mm，能够满足空心叶片的浇注需求。

利用氯化铵浸出钢渣，可有效浸取Ca元素并就地固定CO2制备碳酸钙，浸出后的铵浸渣由于CaO含量的降低，无需加入大量的改质剂就能还原提铁并制备微晶玻璃。基于此，引入热力学计算，对铵浸钢渣提铁并制备微晶玻璃的可行性进行探究，初步结果表明铵浸钢渣与40wt%的SiO2混合后进行提铁，铁的还原率高达98.47%，且还原渣物相主要为透辉石; 由还原渣制备得到的基础玻璃在800 ℃下核化1 h，960 ℃下晶化1 h，得到微晶玻璃，其主晶相为透辉石，并夹杂部分钙长石; 基础玻璃析晶活化能为597.4 kJ/mol，晶体生长指数均小于3，为表面析晶。

用DSC、色度仪、XRD、SEM等仪器对R2O-CaO-Al2O3-B2O3-SiO2分相乳浊釉样品进行检测分析，探究烧成制度对釉面性状及显微结构的影响。结果表明，升温速率快慢影响釉中组分扩散和迁移的时间，致使釉中分相液滴的尺寸分布、平均粒径、体积分数产生变化，釉面呈现乳蓝、乳白等效果; 提高烧成温度可促进釉层中组分的相互扩散，在1 160～1 220 ℃范围内可得到白度大于70%的光亮乳浊釉面，温度过高容易导致釉面出现针孔缺陷; 降温冷却过程中釉熔体在热力学和动力学相互作用下发生分相现象，分相液滴的组分、形貌和尺寸是此过程中某一瞬时的平衡态，因此降温冷却过程对分相乳浊釉有重要影响。

随着环境相容性的提出，热电材料除具有优异的性能外，还需要由环境友好型元素构成。GeTe具有无毒无害的特点，因而被作为理想的PbTe替代物广泛研究。近年来，研究者主要以掺杂方式对其进行改善，由于单掺存在局限性，双掺便成了主导，且Pb元素逐渐被Sb、Bi等代替。本文从GeTe的晶体结构及能带结构特点出发，总结了载流子调控、能带调控和结构调控3种优化手段。目前的GeTe热电器件主要以p型单臂为主，n型GeTe热电材料还需要深入研究，同时，解决相变引起的界面断裂问题也是该材料的发展方向之一。

石墨烯及其复合材料作为一种新型功能材料在能量存储领域受到广泛的关注。电化学制备技术相比于其他的制备手段具有安全、高效、绿色的优点。本文综述了电化学法制备石墨烯/纳米金属复合材料、石墨烯/金属氧化物(氢氧化物)复合材料、石墨烯/聚合物复合材料等的研究进展及其在超级电容器上的应用，以期为电化学制备石墨烯及其复合材料在超电领域的研究提供参考。

硼酸铝晶须因其熔点高、强度接近完美晶体、耐磨、耐高温、耐腐蚀、电绝缘性好、价格相对低廉等优点，被作为增强体广泛应用于高分子材料、金属材料、陶瓷、透波材料、涂料等领域。本文综述了硼酸铝晶须的性能、用途、合成机理、制备方法等国内外研究进展，以期为硼酸铝晶须的进一步研发、应用作指导。