电致变色材料应用于节能建筑、智能显示等领域, 是最具研究前景的智能材料之一。液相法制备WO₃电致变色薄膜可以构建复杂多元变色结构, 在光调制幅值、响应时间, 特别是大面积低成本制备方面显现出巨大的潜力。本研究旨在开发一种低成本、易于规模化的WO₃纳米晶液相镀膜工艺, 改善液相法常见的循环稳定性差和制备工艺复杂的问题。通过该方法制备了光调制幅度高、响应迅速和抗疲劳性能好的WO₃电致变色薄膜。本工作对退火工艺进行优化, 成功合成出低聚集度、高结晶性的WO₃纳米粉体。通过球磨分散制备WO₃纳米晶镀膜液, 探究球磨对WO₃纳米粒子的性能影响, 针对薄膜微结构和镀膜液结晶性对其电致变色性能进行工艺优化。获得了高光学调制幅度(82%), 短响应时间(t_c/t_b: 8 s/4.2 s), 高着色效率(81.5 cm²·C^-1)和高循环稳定性(>1000次)的WO₃电致变色薄膜。本工作通过改性WO₃纳米粉体结晶和分散性能, 全面提升了纳米晶液相镀膜技术制备的WO₃电致变色薄膜性能, 表明采用液相法制备WO₃电致变色薄膜在变色性能和循环稳定性上有望突破可实用水平。

过渡金属硫属化合物(TMCs)因其独特的电子结构和优异的光电性能，被广泛应用于催化、光电器件和生物成像等领域。硫化亚铁量子点(FeS QDs)作为一种TMCs纳米材料，由于较窄的禁带宽度而表现出优异的近红外特性，在红外探测器方面具有潜在价值。文中采用液相超声剥离法制备了FeS QDs，再利用共混法制备得到FeS QDs/PVA纳米复合薄膜，并对FeS QDs进行了形貌和结构的表征，测试了FeS QDs和FeS QDs/PVA纳米复合薄膜的光学性质。结果表明： FeS QDs分散性良好，没有出现团聚现象，平均粒径约8.1 nm，平均高度8.7 nm，呈球形，通过计算得到FeS QDs的直接带隙约为0.23 eV；FeS QDs及其PVA纳米复合薄膜在红外波段均具有明显的吸收和发光特性；随着激发波长增加，复合薄膜的峰位发生红移，表现出Stokes位移效应和激发波长依赖性。FeS QDs/PVA纳米复合薄膜所展示的优异红外吸收和发光特性，表明其在红外探测、生物医学、光电器件等研究领域中具有重要的应用潜力，有望成为一种新型红外光电材料。

过渡金属硫属化合物(TMCs)由于具有优异的光学、电学及光电等特性，被广泛应用于光催化、太阳电池、激光器等领域。作为一类典型的TMCs材料，硫化钴量子点(CoS QDs)因禁带宽度较窄而具有优异的近红外吸收特性，有望用于红外技术领域。文中采用液相超声剥离法制备了CoS QDs，再用共混法制备得到CoS QDs/PDMS纳米复合薄膜，并对它们的光学性质进行了研究，结果表明：CoS QDs的平均尺寸约为5 nm，大小均匀，呈球形；CoS QDs 与CoS QDs/PDMS纳米复合薄膜在红外波段均存在明显的吸收和发光特性，且复合薄膜的红外吸收特性优于CoS QDs薄膜；随着激发光波长的增加，纳米复合薄膜的光致发光(PL)峰出现了红移，表现出明显的Stokes位移效应和激发波长依赖性。CoS QDs/PDMS纳米复合薄膜优异的红外吸收和发光特性，表明其在红外探测、荧光成像、纳米光子器件等研究领域中具有重要的潜在应用价值，有望成为一种新型红外探测材料。

液相外延是碲镉汞（MCT）薄膜生长领域最成熟的一种方法，被众多红外探测器研究机构和生产商所采用。然而由于MCT材料自身属性和具体制备工艺的原因，液相外延生长过程中不可避免地会产生各种缺陷，从而降低红外探测器的性能。为了增加对液相外延MCT薄膜中缺陷的认识，并对具体的生长工艺提供指导性建议，基于已报道的文献总结了液相外延MCT薄膜中所存在一些缺陷的特征以及形成机理和消除方法。对各类缺陷的形成机理和消除方法进行探讨和评估，有助于提高MCT薄膜液相外延的水平，为制造高性能MCT探测器做好材料技术支撑。

材料质量好坏对于获得高性能红外探测器至关重要。提出决定材料质量的关键点在于精准控制材料结构中层与层之间的晶格失配度，报道了晶格失配对材料质量和器件暗电流性能的影响。实验结论表明在液相外延技术生长的InAs/InAsSbP材料体系中，InAs和InAsSbP间的晶格失配不是越小越好，而是有一个最佳值。如果晶格失配偏离这个值，不管是偏大还是偏小，材料的质量都会恶化。阐述了如何调整生长参数以获得合适的晶格失配度。制备了具有适宜晶格失配度的红外探测器件，该探测器零偏压下的室温峰值探测率为6.8×10⁹ cm Hz^1/2W^-1，与国际商用InAs探测器的指标相当。