氧化镓（Ga₂O₃）因其合适的禁带宽度（4.5~5.3 eV）在深紫外探测方面具有天然的优势。本文利用常温磁控溅射技术在非晶Ga₂O₃薄膜表面溅射银纳米颗粒，制备出简易的深紫外光电探测器。结果表明，在5 V偏压下，探测器的暗电流低至94 fA，光暗电流比高达5.9×10⁵，254 nm/365 nm波长抑制比达到1.6×10⁴，探测率为2×10¹⁴ Jones（探测率单位），且该探测器在不同电压和不同光强下都能快速且稳定地响应。该探测器优异的深紫外光探测表现与引入的金属银纳米颗粒密切相关。一方面，银纳米颗粒与Ga₂O₃薄膜间的肖特基势垒的形成有助于减小非晶Ga₂O₃的暗电流；另一方面，银纳米颗粒的表面等离子振动有助于增强Ga₂O₃对紫外光的吸收，且紫外光照下银纳米颗粒会产生大量的热载流子使得热电子有足够的能量克服银纳米颗粒与Ga₂O₃薄膜间的肖特基势垒，使得探测器的光电流增加。本文工作为实现具有低暗电流和高光暗电流比的深紫外光电探测器提供了一种可行的方法。

为探索明代初期中国琉璃瓦制作工艺技术水平与工艺特点, 运用能量色散X射线荧光光谱法（energy disperse X-ray fluorescence, EDXRF）, 对安徽凤阳明中都及南京明故宫遗址出土69件琉璃瓦样品胎体化学组成进行了测定, 同时利用热膨胀仪、 吸水率测定仪和偏光显微镜等仪器设备对样品胎体的烧成温度、 吸水率、 显气孔率、 体积密度与显微结构等进行了分析。 分析结果显示, 明中都样品胎体根据元素化学组成差异可分为高钙高铁、 低钙高铁和低钙低铁三种类型, 表明该遗址琉璃瓦样品胎体制作原料可能具有不同来源, 同时, 部分明中都样品的化学组成与南京明故宫样品较为接近, 而上述两处遗址样品与北京故宫样品在化学组成上皆具有显著差异。 烧成温度、 物理性能和显微结构分析结果显示, 明中都琉璃瓦瓷质胎体样品的烧成温度较高, 达到了1 141 ℃, 且吸水率和显气孔率明显较低, 达到了瓷胎的标准, 而陶质胎体琉璃瓦样品的烧成温度约为880~1 100 ℃, 吸水率和显气孔率较大, 且不同样品间差异明显, 这可能是由于明中都琉璃瓦胎体的来源不同, 导致不同样品在烧成温度、 吸水率、 显气孔率等方面差异较大。 与北京、 南京二处的琉璃瓦样品相比, 明中都样品吸水率及显气孔率稍微高于二处, 但三处陶胎琉璃瓦样品胎体的烧成温度基本都在1 100 ℃以下。 明中都三种不同类型样品胎体显微结构差异较小, 矿物颗粒粒径和孔隙大小相近, 其中部分石英晶体具有明显的熔蚀边。 此外, 明中都和明故宫样品的显微结构特点显示两处遗址样品胎体原料加工皆较为精细, 原料淘洗和烧结程度较高, 琉璃瓦物理性能较好。 对明初洪武时期明中都出土琉璃瓦烧制工艺的研究结果, 不仅可为了解我国琉璃瓦工艺发展历程、 还可对探索明初琉璃制作工艺和明中都营建的组织形式等提供科学依据。

针对传统显微镜采用手工对焦方式存在自动化程度低、对焦过程较慢且对操作者经验要求高的问题, 提出一套基于对焦深度法的光学显微镜系统。结合基于图像处理自动对焦的显微镜通用结构, 设计了一套由ARM开发板、触控液晶显示屏、Arduino UNO开发板、红外对管、工业数码显微镜及步进电机等组成的光学显微镜系统。结合触控液晶显示屏的特点, 设计出结合不同大小的感兴趣区域对焦窗口选择方法, 并在采用常见梯度函数作为图像清晰度评价函数及爬山搜索算法的基础上, 提出容错改进方法。实验分别对不同的图像清晰度评价函数及对焦窗口大小进行了实时性、灵敏度及容错性能测试。结果表明, 该系统具有较高的可靠性。

定窑是我国宋代五大名窑中唯一以生产白瓷而闻名于世的窑厂, 其高超的刻印花纹技术及首创的支圈覆烧工艺, 对国内外许多窑场产生了深远的影响。 采用(energy dispersive X-ray fluorescence, EDXRF)探索了历代定窑白瓷的组成配方, 并采用X射线吸收精细结构(XAFS)法分析了瓷釉中Fe元素的价态, 以探讨定窑白瓷的相关烧制工艺。 研究发现, 定窑白瓷瓷胎具有典型北方瓷器“高铝低硅”的特征, 并在瓷胎中特意添加了富含CaO的矿物原料, 对瓷胎的烧结有一定的促进作用。 瓷胎中的TiO2应主要是高岭土原料中的杂质。 定窑白瓷瓷釉具有“高钙高镁”特征, 基本属于钙镁釉或钙镁碱釉。 其瓷釉配方中应含有一定量的白云石或滑石。 瓷釉中K2O的含量逐步增加, 反映了定窑瓷釉由钙镁釉向钙碱釉发展演变的过程。 此外, 根据瓷釉中的Al2O3, MnO和P2O5等含量的特征, 可以推测釉料配方中应添加了草木灰和高岭土。 由XAFS分析结果可知, 晚唐五代时期定窑白瓷釉中Fe3+比例最高, 金代次之, 宋代最低, 不同时期定窑白瓷皆是在还原气氛中烧成。 宋金时期定窑白瓷白中泛黄可能由于燃料煤中富含的硫在燃烧过程中与瓷釉反应, 生成Fe—S化合物所致。

釉上彩绘瓷器是我国古陶瓷中重要品类之一,具有极高的艺术价值和科学价值.采用拉曼光谱和能量色散X射线荧光分析等无损技术手段,对陶瓷釉彩的元素组成和物相组成综合分析,探讨了人们广为关注的景德镇元、明和清代釉上彩绘瓷若干典型颜料种类的组成配方及其相应的呈色机制.研究发现景德镇古代红绿彩、五彩、粉彩等标本中的深红釉上彩料为赤铁矿着色,黄彩为铅锡黄着色,胭脂红彩则由含量不到0.1%的金所着色,绿料皆为二价铜离子着色.研究结果也进一步说明了Raman和EDXRF这两种无损、微区分析技术的有效结合可以在深化陶瓷类文物的分析研究,尤其是针对图案交错复杂的多种彩绘颜料研究方面起到重要的作用。

颜色釉是景德镇四大传统名瓷之一, 明清时期官窑颜色釉更是其中的杰出代表, 蕴含着丰富的科技和文化内涵。 采用能量色散X荧光仪和色差计, 首次较为系统地分析了景德镇明清官窑紫金釉瓷的胎、 釉化学组成和色度值, 初步探讨了不同时期官窑紫金釉的组成、 配方和呈色特征, 及其内在原因。 研究表明, 紫金釉中钙、 镁含量不同于景德镇同时期其他釉种, 应刻意选用了镁含量较高的赤褐色或褐色石灰石炼制釉灰入釉; 明代紫金釉中镁、 铁含量高于清代样品, 导致其釉层表面富铁晶体的析出, 降低了釉面的明度和光泽度, 这也是景德镇明代官窑紫金釉外观呈色更为深沉古朴的主要原因。 此外, 景德镇明清时期官窑紫金釉瓷胎组成具有“高硅低铝”的特征, 且从明代至清代SiO2/Al2O3摩尔比呈下降趋势, 表明清代紫金釉制品胎体中高岭土的添加比例有所提高。 实验结果填补了我国陶瓷科技发展史研究中关于景德镇明清官窑紫金釉部分的不足, 为全面认识景德镇官窑制瓷技术和内涵价值提供了一定的科学素材。

龙泉青瓷不仅受到了国内外陶瓷爱好者的热捧, 还被不同地区广大窑工争相效仿, 其中以景德镇明清时期仿制最具代表性。 利用能量色散X荧光光谱分析仪对38 件宋、 元、 明时期的龙泉青瓷以及明代景德镇仿龙泉青瓷进行了测试, 并结合烧成温度分析结果, 从时空角度对比分析了两地青瓷胎釉组成特征、 演变规律和形成原因, 有助于了解我国南方青釉瓷的演变发展、 相互交流和影响, 为不同产地青瓷的断源断代提供了一定的科学依据。

明清时期官窑颜色釉瓷是我国古代名瓷的优秀代表, 然而由于官窑霁蓝釉瓷生产、 使用制度严格, 样品极为珍稀, 故研究内容较少。 研究采用能量色散X荧光光谱分析和色差计, 较系统地测试了17件明清官窑霁蓝釉瓷的化学组成和色度值, 初步揭示了不同时期官窑霁蓝釉的组成、 配方和色度特征。 结果表明, 明代霁蓝釉所用着色矿物锰含量高于清代, 釉灰用量、 明度值均低于清代, 发色更为沉稳、 凝重; 明代瓷胎配方组成中所用瓷石含量高于清代。

景德镇窑和德化窑是南方白釉瓷窑口中最具有代表性的两个窑口。 该文利用能量色散X射线荧光光谱分析仪, 对30件宋、 元、 明时期的德化白瓷以及元代景德镇枢府白瓷样品进行了测试, 并从时空角度对比分析了不同白瓷样品胎釉的组成特征。 结果表明, 景德镇枢府白瓷胎釉组成铁含量均明显偏高, 而德化白瓷胎釉组成中的钾含量均明显偏高, 且随着时间发展具有上升趋势, 这应是德化雕塑白瓷异军突起的主要原因。

景德镇早期制瓷工艺一直是学术界所关注的焦点问题之一。 采用能量色散X射线荧光法分析了景德镇五代时期湘湖窑出土白瓷和青瓷样品的胎釉元素组成, 并据此探讨其原料和配方。 研究表明, 五代时期景德镇湘湖窑白瓷胎体所用原料为瓷石, 而青瓷瓷胎应是采用瓷石配以紫金土的二元配方; 白瓷和青瓷瓷釉皆使用釉果加釉灰的配方, 且青瓷瓷釉配方中釉灰的用量高于白瓷瓷釉。