研究了不同晶面与掺杂的ZnO晶体在飞秒线/径向偏振光（330 fs， 532 nm）激发下的超快三阶光学非线性效应。首先，采用紫外/可见吸收光谱对ZnO晶体的带隙进行分析；然后，基于Z-Scan技术在飞秒线/径向偏振光条件下测试了ZnO晶体的三阶光学非线性特性。结果表明：在线偏振光和径向偏振光激发下，不同晶面和掺杂的ZnO晶体均呈现出非线性饱和吸收效应和自聚焦效应，由ZnO晶体中缺陷态的电子跃迁导致。飞秒线偏振光激发时，ZnO［101］的三阶光学非线性效应最强，由ZnO晶体中变窄的能量带隙引起的近共振增强的三阶光学非线性导致；而在径向偏振光激发下，ZnO［110］的三阶光学非线性最强，这可能是由较窄的能量带隙和飞秒矢量激光的轴对称偏振产生的各向异性非线性共同作用造成。本研究结果在可饱和吸收体、超快光场调控与超分辨成像等领域具有潜在的应用价值。

采用水热法,以CoCl₂·6H₂O为前驱物,KOH作为矿化剂合成了掺钴氧化锌稀磁半导体晶体。利用扫描电子显微镜(SEM)及X射线能谱仪(XREDS)对合成晶体的微观形貌、表面及内部掺杂元素Co的相对含量和分布的均匀性进行了研究。研究结果表明:水热法合成的掺Co氧化锌晶体具有多种微观形貌,较大的晶体具有极性生长特性。随晶体形貌不同, 显露面也发生了相应改变。不同微观形貌的晶体其Co含量有所差异,较大的晶体掺杂Co元素相对含量大于较小的晶体,+c(101〖Tx-〗1)显露面Co元素的含量比+c(101〖Tx-〗0)面高,锥柱状晶体其区别尤为明显。大的晶体内部存在着少量的氧化钴团簇,晶体表面与晶体内部Co元素分布相对均匀。由于CO₂+ 具有磁性,因此,氧化钴团簇的存在将对氧化锌稀磁半导体晶体的磁性产生一定的影响。

烧蚀条件对飞秒激光脉冲诱导氧化锌纳米结构有重要影响。研究了800 nm,150 fs,250 kHz的飞秒激光脉冲分别在空气中,去离子水中以及无水乙醇中垂直聚焦于氧化锌晶体表面,诱导形成不同形态的纳米结构。实验结果表明,在空气中利用飞秒激光脉冲辐照样品表面,形成了周期为180 nm的纳米线; 在去离子水中辐照诱导形成了由氧化锌纳米线聚集而成的“纳米球”; 在无水乙醇中形成出现分叉结构的纳米线。拉曼光谱分析辐照前后晶体晶相结果表明,形成的纳米结构相对于辐照前特征峰437 cm-1强度有所下降,在570 cm-1处的峰值则显著增强。分析了在各种烧蚀条件下诱导形成纳米结构的演化过程以及物理机理。

利用飞秒激光对ZnO晶体进行辐照，对辐照前后的晶体样品进行发光光谱及拉曼光谱检测。辐照后发光光谱的某些发光峰强度有明显增强，但未产生新的发光峰，表明没有新的缺陷结构产生，但晶体内锌空位、间隙位锌、间隙位缺陷浓度增加。拉曼光谱结果表明，辐照后ZnO晶体未产生相变，但随着辐照激光功率的增大，拉曼峰327 cm-1，437 cm-1强度明显减弱，表明在飞秒激光辐照作用下氧化锌的结晶程度下降。但574 cm-1峰值却随着辐照功率的增大而变大，分析表明该拉曼峰很可能是由于晶体内间隙位缺陷所致。同时实验过程中观察到飞秒激光倍频光产生。

用电子束蒸发反应沉积在Si(111)衬底上低温生长了立方MgZnO薄膜和高度C-轴取向的ZnO薄膜.X-射线光电子能谱(XPS)结果表明,立方MgZnO薄膜中的Mg含量比靶源中的高.紫外光致荧光谱(UVPL)测试显示,与ZnO相比MgZnO的荧光峰从393nm蓝移至373nm,这可能与MgZnO的带隙变宽有关.对ZnO薄膜的研究还发现,生长过程中充O2与否对ZnO发光特性的影响显著,不充O2时样品的紫外荧光峰较之充O2条件下制得的样品发生红移.