卟啉-金属有机框架（MOFs）材料是由金属节点和卟啉有机配体构成的一类新型多孔材料，MOFs骨架上的卟啉配体在光激发下，可以发挥光动力学治疗（PDT）作用。这类多孔结构的PDT材料在疾病治疗中，可以发挥载药、多功能修饰等功能，某些金属位点独特的MOFs还具有纳米酶功能。近年来，这类卟啉-MOFs已经成为PDT领域的重要研究方向。目前，在推向临床前，这类材料还需要解决氧气浓度、能量传递效率等问题，研究者也给出了诸多解决方案，根据实际应用过程中所面对的不同环境，采取不同手段来增强PDT的效果，包括提高氧气浓度、改进能量传递过程、消耗功能分子、产生信号分子以及协同策略等。本文综述了近年来的代表性工作，包括卟啉-MOFs材料以及PDT产生的机制，卟啉-MOFs材料PDT的应用和最新进展，并针对卟啉-MOFs材料的PDT在生物医学领域未来发展趋势进行了展望。

SiO₂通常以三维晶体或无定形结构存在，限制了其在新技术如新一代集成电路中的应用，因此二维SiO₂的研究引起了越来越多的关注。本文通过删除三维层状CaAl₂Si₂O₈结构中的Ca和Al原子，直接构建出新的二维SiO₂构型。采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，结构优化获得的新型2D SiO₂具有P-62m对称性，群号189。通过结合能、弹性系数、分子动力学模拟和声子谱计算，发现新型2D SiO₂具有高机械稳定性、热力学稳定性和动力学稳定性。电子性质和光学性质计算发现，2D SiO₂是带隙为6.08 eV绝缘体，且具有良好的光透射率和光导率。此外，通过研究面内双轴应变对2D SiO₂电子和光学性质的影响，发现2D SiO₂的带隙和介电函数受面内拉伸应变的影响较压缩应变略大，不过其整体光学性质受应变影响不大，保证了其在实际应用中电子性质和光学性质的稳定性。

柔性反射式电致变色器件在电子纸显示、伪装、智能变色表面等领域应用前景广阔，但仍存在柔性差、对比度低、稳定性不佳等问题。本工作采用电子束蒸发法在玻璃和柔性PET衬底上制备了Cr/Ag/WO₃（CAW）结构无铟反射式电致变色薄膜。CAW薄膜具有高反射率和低面电阻，其可见光平均反射率高达89.1%，面电阻仅为1.2 Ω/□。在电致变色性能方面，CAW薄膜展示出快着色及褪色响应时间（分别为9.3 s和2.0 s）、高达83.0%（564 nm）的反射光学对比度、大范围的反射颜色调节（> 40 nm）和良好的电化学循环稳定性（>4 500 次）。此外，CAW薄膜具有良好的衬底兼容性，我们制备了柔性CAW薄膜并组装了图案化柔性电致变色器件，柔性薄膜在弯折2 000次后性质基本无衰减，对比度达83.2%（574 nm），器件在不同电压作用下实现了丰富的反射颜色动态调控。这些结果将为高性能柔性反射式电致变色器件构建提供简单有效的指导，在新型显示技术领域有一定应用潜力。

提出并实现了一种基于均匀光纤布拉格光栅（Uniform fiber Bragg grating，UFBG）和双环复合子腔滤波器的可调谐单纵模掺铥光纤激光器。3 dB带宽为0.18 nm的UFBG作为波长选择器件，与可进行模式选择的双环复合子腔滤波器相结合，实现了单纵模激光输出。测得激光器的输出波长为2 048.69 nm，光信噪比为71.82 dB。60 min内的最大波长和功率波动分别为0.03 nm和0.76 dB。此外，激光器的相对强度噪声在>0.5 MHz时，低于-127.81 dB/Hz；采用基于3×3耦合器的非平衡迈克尔逊干涉仪装置测得0.001 s时激光线宽为 7.719 6 kHz。通过调整微位移平台改变作用在均匀光栅上的应力，单纵模激光实现了5.1 nm范围可调谐输出。

在溶液法合成Cs₃Bi₂I₉前驱体溶液的基础上，采用添加BiI₃修饰Cs₃Bi₂I₉溶液的方法后得到Cs₃Bi₂I₉/BiI₃薄膜并制备出具有自供能特性的Cs₃Bi₂I₉/BiI₃薄膜光电化学型探测器。结果表明，添加的BiI₃以第二相形式存在于Cs₃Bi₂I₉薄膜中，形成两相混合结构。在紫外光（365 nm）单色光照射下，Cs₃Bi₂I₉/BiI₃探测器的开关比达到3 198，响应度和探测率分别为2.85×10^-3 A/W和3.77×10¹⁰ Jones。在绿光（530 nm）单色光照射下，Cs₃Bi₂I₉/BiI₃探测器的开关比达到1 172，响应度和探测率分别为6.9×10^-4 A/W和1.76×10¹⁰ Jones，同时展现出红光波段（625 nm）的良好响应。相较于Cs₃Bi₂I₉探测器，Cs₃Bi₂I₉/BiI₃器件探测性能均有大幅度提高，归因于BiI₃对非辐射缺陷的钝化作用。本工作首次尝试将Cs₃Bi₂I₉应用在光电化学型结构探测器中，通过BiI₃的修饰成功提高了器件性能，为低毒铋基钙钛矿的光电探测应用性能提升提供了新思路。

本工作首次在新型Nd∶Gd_0.1Y_0.9AlO₃（Nd∶GYAP）晶体上实现了540 nm倍频绿光激光器。Nd∶GYAP晶体产生在1 μm波段的基频激光中心波长为1 079.4 nm，在此基础上利用LBO晶体产生的倍频绿色激光的中心波长为539.4 nm，阈值为46 mW，最大输出功率为65 mW。这一激光系统产生的约为540 nm的绿色激光相较于传统Nd离子掺杂的晶体1 064 nm激光倍频而来的532 nm绿色激光，可以有效地避开Nd³⁺位于530 nm附近的吸收峰。因此，具有更长波长、发射峰位于约540 nm处的绿色激光器可以使激光输出更有效，并扩展绿色激光器的应用。

钙钛矿由于其出色的光电特性，在显示和照明领域具有潜在的应用价值。为降低重金属Pb含量，本文采用锗离子（Ge²⁺）部分取代Pb²⁺进行合金化，并探索提高其电致发光性能的途径。由于Ge合金化可以使钙钛矿容忍因子更趋近于1，有望提高器件的发光稳定性。结果表明，Ge合金钙钛矿薄膜的光致发光性能在一定水氧条件下可以得到较大幅度提高，器件发光稳定性也同时得到提升。这主要归因于水氧共同作用使合金钙钛矿表面形成了GeO₂，一定程度上钝化了钙钛矿薄膜表面缺陷，阻止了水氧的进一步渗透。得到的绿光PeLED器件最大外量子效率（EQE_max）为11.8%，亮度为8×10³ cd/m²，较非合金化器件的发光寿命延长了3倍，在100 cd/m²初始亮度下稳定性T₅₀从~2 h提升至~6 h，这是目前文献报道Ge合金钙钛矿发光二极管最长的发光寿命。

由于金属氧化物具有较好的热稳定性以及对水/氧的敏感性较低，因此被作为最重要的电荷传输材料应用于量子点发光二极管（QLED）器件中。然而，不同金属氧化物的电荷传输能力不同，并且在不同的器件结构中界面能级匹配问题等因素会使得电荷失衡，甚至引发激子猝灭。因此在保证材料稳定性的同时，要得到良好的器件性能就要对其进行界面修饰和优化。本文以金属氧化物作为电荷传输层、电荷注入层以及电荷阻挡层分别进行阐述，通过混入其他材料以及构建合理的器件结构等方面综述了近些年金属氧化物在QLED应用中的发展历程。

金属卤化物钙钛矿材料由于具有高光致发光量子效率、高色纯度、波长可调和可溶液加工等优异的性能，近年来广泛用于制备发光二极管、太阳能电池、激光器、探测器等半导体器件。其中，铅基钙钛矿发光二极管（Perovskite light emitting diode，PeLED）的外量子效率已经突破了28%。然而，重金属铅的毒性阻碍了其大规模的生产和商业化发展。因此，开发高性能的无铅PeLED成为新的研究热点，在下一代显示和照明领域展现出重要的应用前景。本文综述了无铅PeLED的实现及研究进展，首先介绍了无铅PeLED中的相关基本概念，包括无铅钙钛矿材料特性、器件结构、发光机理等；然后从无铅钙钛矿材料种类的角度出发，阐述了无铅钙钛矿的制备方法，包括旋涂法、热注入法、配体辅助再沉淀法、气相沉积法等；接着总结了实现高性能Sn基、Bi基、Sb基、Cu基等无铅PeLED的方法，包括对材料选取、结构设计、器件性能、工作机理以及发光过程的分析；最后探讨了无铅PeLED目前面临的挑战及其未来的发展机遇。

钙钛矿量子点（PQDs）由于具有高量子效率、可调节带隙、高色纯度及低成本等优点，在光电领域具有良好的应用前景。然而，其较差的稳定性阻碍了钙钛矿量子点的应用。本文在室温条件下合成了CsPb_xSn_1-xBr₃/ a-ZrP PQDs，与传统CsPbBr₃ PQDs对比，具有更好的光学性能及稳定性。由于a-ZrP对于Pb²⁺选择吸附性的固有特性以及与Cs⁺离子交换的能力，促进了量子点在a-ZrP表面的吸附锚定。因此，合成的CsPb_xSn_1-xBr₃/a-ZrP PQDs具有更高的激子结合能和更强的环境稳定性。该复合材料为生产稳定高效的钙钛矿量子点提供了一种可行的方法，并表明CsPb_xSn_1-xBr₃/a-ZrP PQDs是一种高效的下转换荧光材料，可用于高效发光二极管的制备。