氟化钡(BaF2)晶体是已知响应最快的闪烁晶体，在高能物理、核物理及核医学等领域有着广泛的应用前景。抑制BaF2晶体的慢发光成分对其工程应用至关重要。本文利用坩埚下降法制备了高Y3+掺杂浓度5%、8%、10%(摩尔分数)的BaF2晶体，并采用Y3+与碱金属离子(Li+、Na+)共掺杂的方法形成电荷补偿阻止间隙F-的产生，制备了双掺杂型BaF2快响应闪烁晶体，进而基于优化的5 ns和2 500 ns时间门宽测试方法，研究了Y3+掺杂浓度以及Y3+与碱金属离子(Li+、Na+)共掺杂浓度对BaF2闪烁晶体快/慢成分比的影响规律。结果表明，生长的高浓度Y3+掺杂BaF2晶体的光学质量优异，在220 nm和300 nm处透过率分别高于90%和92%；随着Y3+掺杂浓度由0提高至10%，BaF2晶体的慢发光成分显著降低，快/慢成分比由0.15提高至1.21；生长的Y3+/Li+及Y3+/Na+共掺杂BaF2晶体的慢发光成分较Y3+掺杂BaF2晶体进一步降低，快/慢成分比最高分别可达1.63和1.61。研制的双掺杂BaF2快响应闪烁晶体有望应用于高能物理、核物理前沿实验等重要领域。

利用基于密度泛函理论的第一性原理赝势方法，研究了Ga和N共掺杂闪锌矿InSb半导体的电子结构和电子性质.研究发现单独掺杂Ga或N对InSb带隙的影响较小.在共掺杂Ga/N的情况下，当Ga/N浓度增加时对InSb的带隙影响明显.这些理论结果对半导体材料的能带工程提供了一定的参考价值.

利用溶胶凝胶法在Si (100) 和LNO/Si (100) 衬底上成功制备了ZnMn共掺钛酸钡薄膜.为了更充分地研究掺杂量对薄膜的晶体微结构和铁电性的影响，利用同样的方法分别制备了不同掺杂量的掺Zn和掺Mn钛酸钡薄膜.X射线衍射和原子力显微镜测量的结果表明薄膜均匀致密，且平均晶粒尺寸在30 nm以内.通过比较400~700 nm范围内各钛酸钡薄膜的折射率和消光系数，可以得到，其禁带宽度随着掺Zn或掺Mn量的变化而变化.对薄膜的铁电性能进行研究表明，ZnMn钛酸钡具有良好的铁电性，其剩余极化值为11.26 μC/cm2，说明微量的ZnMn共掺可以增强薄膜的铁电性.

利用第一性原理方法研究了O、Cr和CrO共掺杂对宽禁带半导体材料GaN的结构、能带和光学性质的影响.结果表明CrO共掺的方法可以在原GaN晶体中产生中间能带，CrO共掺的方法较单个氧原子掺杂可以降低材料的形成能.中间能带的出现实现了材料对低能光子的吸收，增强了其对太阳光谱中红外波段的能量利用，从理论上预言CrO共掺GaN作为第3代太阳能电池的半导体材料的可行性.