β-(AlxGa1-x)2O3因其优异的抗击穿及带隙可调节性在现代功率器件及深紫外光电探测等领域展现出巨大的应用前景，然而传统直接生长工艺的复杂性和难度限制了其进一步的发展。因此，本文采用较为简单的高温扩散工艺在c面蓝宝石衬底上成功制备了β-(AlxGa1-x)2O3纳米薄膜。利用X射线衍射、原子力显微镜、扫描电子显微镜和紫外-可见分光光度计对其进行了表征。由于高温下蓝宝石衬底中的Al原子向Ga2O3层扩散，β-Ga2O3薄膜将转变为Al、Ga原子比例不同的β-(AlxGa1-x)2O3薄膜。实验结果显示：当退火温度从1 010 ℃增加到1 250 ℃时，薄膜中Al的平均含量从0.033增加到0.371；当退火温度从950 ℃增加到1 250 ℃时，薄膜的厚度从186 nm增加到297 nm，粗糙度从2.31 nm增加到15.10 nm；当退火温度从950 ℃增加到1 190 ℃时，薄膜的带隙从4.79 eV增加至5.96 eV。结果表明高温扩散工艺能够有效调节β-(AlxGa1-x)2O3薄膜的光学带隙，为β-(AlxGa1-x)2O3基新型光电子器件提供了实验基础。

本文通过高温固相反应成功制备了Sr3ZnNb2O9∶0.3Eu3+, xNa+(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)系列荧光粉。X射线衍射分析和精修结果表明，Eu3+和Na+成功掺杂到Sr3ZnNb2O9基质中，并部分取代了Zn2+。采用扫描电子显微镜测试了样品的微观形貌和元素分布。光谱特性和热稳定性研究表明，Na+的最佳掺杂浓度为x=0.2，Na+的引入提高了Sr3ZnNb2O9∶0.3Eu3+荧光粉的热稳定性，活化能为0.163 eV。计算出Sr3ZnNb2O9∶0.3Eu3+, 0.2Na+样品的CIE色坐标为(0.618, 0.376)，相关色温和色纯度分别为1 855 K和98.46%。

利用高温固相反应法制备出Ba3Bi2-x(PO4)4∶xTb3+(x=0.05,0.1,0.15,0.3,0.4,0.5)绿色荧光粉。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、积分球式分光光度计和荧光光谱仪等对样品进行了分析。结果表明,所制备的样品均为Ba3Bi2(PO4)4纯相,Ba3Bi1.7(PO4)4∶0.3Tb3+的带隙估计值为4.21 eV。当激发光的波长为377 nm时,样品的发射光谱的波峰位于543 nm、584 nm和619 nm处,分别对应于Tb3+的5D4→7F5、5D4→7F4和5D4→7F3的能级跃迁。随着Tb3+掺杂浓度的增加,样品的发光强度先增强后减弱,当x=0.3时,发光强度最大。计算表明最近邻离子在Ba3Bi2-x(PO4)4∶xTb3+荧光粉的浓度猝灭中起主要作用。随着测试温度的升高,发光强度变化不大,表明样品具有优异的热稳定性能。CIE色坐标图表明所制备的样品可以被紫外光有效激发而发出绿光。

为了研究Na+掺杂对Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+荧光粉发光性能的影响, 本文采用高温固相反应法成功制备了一系列Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+,xNa+(x=0.01、0.03、0.05、0.07、0.10;x为摩尔分数)荧光粉。XRD图谱和精修结果表明, Na+成功掺入Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+晶格。发光性能测试结果表明, Na+的掺入提高了Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+荧光粉的发光强度, 其最佳掺杂浓度为5%。在406 nm波长激发下, 荧光粉在602 nm (4G5/2→6H7/2)处发射峰最强且发射出橙红光。浓度猝灭结果及热稳定性研究表明, Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+,0.05Na+基质中能量传递主要发生在最近邻离子之间, 荧光粉的热猝灭激活能为0.119 eV。该荧光粉的色坐标位于橙红色区域(0.593 5,0.404 7), 与国际照明委员会规定的标准色坐标(0.666,0.333)接近, 表明Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+,xNa+荧光粉在白光LED领域具有潜在的应用前景。

采用基于广义梯度近似的第一性原理方法，研究了纯ZnO、S单掺、La单掺和S-La共掺ZnO的能带结构、态密度和光学性质。S单掺ZnO后，价带和导带同时向低能量转移，导致带隙减小。La单掺ZnO后在导带底产生杂质能级使得带隙减小。S-La共掺ZnO导致La的局部化减弱，表明La形成的施主能级由于S的3p态的影响变得更浅，从而减小了带隙。和纯ZnO相比，掺杂后的ZnO吸收系数和反射系数都减小，导致透射能力增强，为ZnO作为透明导电氧化物应用于太阳能电池提供了潜在的理论依据。

本文采用高温固相法成功合成了一系列Ba2YAlO5∶0.2Eu3+, xNa+(x=0.01,0.03,0.05,0.10,0.20,0.30)荧光粉，研究了Eu3+,Na+掺杂对晶体结构的影响。使用扫描电子显微镜观察荧光材料的微观形貌，使用荧光光谱仪对荧光粉的激发和发射光学特性进行观测和分析，从理论上研究了浓度猝灭和能量传递现象。在613 nm监测波段下，激发光谱在270~290 nm处出现O2-→Eu3+电荷转移带，395 nm和465 nm处出现峰值，在465 nm处峰值最大，对应于7F0→5D2跃迁。在465 nm监测波长下，观察到在613 nm处发射峰最强，对应于5D0→7F2跃迁，钠离子最优掺杂浓度为x=0.03。通过理论计算得出基质中的能量传递在最近邻离子之间。对发光材料进行热稳定性测试和分析，计算得到热猝灭激活能的值为0.058 eV，计算出Ba2YAlO5∶0.2Eu3+, 0.03 Na+荧光粉的色坐标位于(0.61, 0.39)，非常接近于国际照明委员会规定的标准色坐标(0.67, 0.33)。

基于力学参数模型研究了NFO/BTO层状复合薄膜的磁电效应, 发现当压电相的体积分数约为0.47时, 磁电耦合性能最好。通过脉冲激光沉积法在掺 0.7%Nb的(001)-STO衬底上生长了不同体积分数比的2-2型NFO/BCZT异质结构的磁电复合薄膜。XRD结果表明:NFO/BCZT磁电复合薄膜均为(00l)择优取向生长结 构。通过锁相技术测试了NFO/BCZT复合薄膜的磁电耦合系数, 测试结果表明压电相体积稍大于铁磁层体积时, 磁电性能最佳。实验结果与理论结果存在一定差 异, 主要是由于材料实际参数与计算所用参数有差异、界面的非理想耦合无法得到准确的k值以及复合薄膜微观结构、应力等影响。

采用高温固相反应法制备了Si4+、Ge4+和Sn4+离子掺杂的LiGa5O8∶Cr3+长余辉材料, 系统研究了掺杂对LiGa5O8∶Cr3+光致发光和长余辉性能的影响。实验结果表明, 所制备的系列材料能产生650~800nm的近红外余辉发射, 主发射峰位于717nm, 来源于Cr3+离子的2E→4A2特征跃迁, 与未进行掺杂的样品相比, 掺杂Si4+、Ge4+和Sn4+离子的LiGa5O8∶Cr3+余辉发光强度均得到增强, 余辉性能显著改善。热释光测试结果表明, Si4+、Ge4+和Sn4+离子掺入主要提高了LiGa5O8∶Cr3+的陷阱浓度, 且使得有效陷阱的数量增加, 从而改善了LiGa5O8∶Cr3+的余辉性能。

以PS(聚苯乙烯)和PC61BM(\[6.6\]-苯基-C61-丁酸甲酯)为活性材料，通过加入导电性不同的缓冲层材料，优化了阻变存储器件的开关比。制备时分别以金纳米粒子(Au-NPs)、聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT∶PSS)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)材料作为器件的缓冲层，得到了开关比可调、存储机制不同的电双稳态器件。测试结果发现缓冲层材料导电性是影响器件开关比的关键因素，当缓冲层材料从绝缘性材料PVP换为导电性良好的金纳米粒子，其开关比从102逐渐增大到105。另外对于不同结构的存储机制，通过电流电压拟合曲线和能带原理图分析，发现缓冲层材料的导电性质及能级匹配是影响器件存储机制的重要因素。

采用高温固相反应法制备了Sr1-xCaxSi2O2N2∶Eu2+系列荧光粉, 研究Y3+离子掺入对荧光粉发光性能的影响。对于SrSi2O2N2∶Eu2+, Y3+离子掺入主要起到稳定Eu2+价态的作用, 避免Eu2+氧化为Eu3+, 从而提高SrSi2O2N2∶Eu2+的发光性能。对于CaSi2O2N2∶Eu2+, Y3+离子掺入除了稳定Eu2+价态作用外, 还能有效减小Eu2+取代Ca2+后晶格膨胀引起的应力, 提高Eu2+在晶格中的溶解度。Sr1-xCaxSi2O2N2∶Eu2+(x=0,0.15,0.3,0.6,0.75,0.95)系列荧光粉中随着Ca含量的增加, 共掺Y3+离子对样品发光强度的提高程度也随之增加(20%~80%)。