通过InGaN/GaN单量子阱模型研究了极化强度随晶面取向的变化，结果显示半极性（101¯1）面量子阱中的极化电场反转导致其能带向上弯曲，电子波函数靠近n侧，这有望抑制电子泄漏。对（101¯1）面InGaN/GaN多量子阱蓝光发光二极管（LED）外延结构的模拟表明半极性（101¯1）面提高了量子垒的有效阻挡势垒，抑制了电子泄漏。此外，（101¯1）面极大地降低了空穴注入势垒，实现了载流子的均衡分布，降低了俄歇复合概率，最终在电流密度为300 A/cm²时，与（0001）面42%的效率骤降相比，（101¯1）面GaN基LED的效率骤降低至9%，发光强度提高48%。（101¯1）面InGaN量子阱的静电场反转特性是其具有优异光电性能的一个重要原因。

介绍了一种静电场辅助的新型微压印光刻技术, 并对其工艺过程进行了深入的理论研究。首先, 采用数值仿真软件COMSOLTM Multiphysics, 建立了静电场辅助的压印光刻瞬态仿真分析模型, 讨论了不同时域微结构的演化过程。然后, 详细分析了微结构的成型与仿真实验参数的定性关系, 发现: 适当地减小极板间距、模板凸起结构周期, 同时增加模板的凸起高度、初始聚合物薄膜厚度和电压有助于微纳结构的成型。最后, 通过仿真实验参数优化, 得到了带有31 μm中空结构的球冠微结构。与传统压印方法相比, 静电场辅助的微压印技术工艺过程简单且成本较低, 能够广泛应用于微电子机械系统、光子学、遗传学和组织系统等。

设计了具有高量子效率的发光二极管(LED)芯片。LED的辐射复合速率对于器件的电子泄露,发光功率,在大电流下的效率下降等问题具有重要的影响。通过优化器件结构,新设计的芯片在大电流注入下,发光功率是传统结构的两倍。

基于激光等离子体尾波解析模型, 分析了毛细管中激光与等离子体相互作用, 数值计算了尾波中基本物理量。计算结果表明: 毛细管等离子体尾波幅度与毛细管半径有关, 在较小的毛细管中尾波幅度更大。在相同的激光与等离子体参数情况下, 与无界等离子体尾波相比较, 毛细管等离子体尾波中电子空泡纵向尺度、电场强度峰值、角向自生磁场强度峰值提高了60%, 这些特征都表明毛细管等离子体尾波更有利于电子加速。

基于极化面电荷密度和瑞利散射理论，通过数值计算与仿真讨论了风沙静电场对沙粒光学性质的影响。数值结果表明：在考虑风沙静电场作用的情况下，沙粒对电磁波的散射效率随着电荷分布角的增加先增加后减小，而其对电磁波的吸收效率保持恒定，但其值远大于不考虑环境电场作用时的对应值。另外，随着沙尘浓度及其含水量的增加，沙尘暴对电磁波的衰减率增强。结果说明在沙尘暴遥感的研究中必须考虑到沙尘暴中的静电场作用。

给出了可控制静电双阱方案的静电场分布与几何参数的关系及囚禁中心位置与系统参数的 依赖关系并作相关分析。研究表明,可通过改变方案的系统参数改变囚禁中心的位置、 囚禁势阱的深度及势阱的体积,从而实现囚禁经过Stark减速器得到的冷分子,甚至通过选择 合适的系统参数实现温度更高的冷分子囚禁。

电子回旋共振(ECR)质子源产生的脉冲质子束脉宽通常在ms或亚ms量级，高梯度加速结构要求注入的质子束脉宽为100 ns或更短，需要一个脉冲踢束器将大部分不需要的束流踢开，留下所需的短脉冲质子束。设计的踢束器采用静电偏转方法，针对在研ECR质子源的束流参数，设计了脉冲踢束器的结构尺寸，使用ANSYS软件计算了踢束器的静电场分布情况，利用软件内置的CMATRIX宏提取了结构电容的数据，给出了对脉冲踢束电源的参数要求，讨论了踢束脉冲上升沿和产生的束流脉冲上升沿的对应关系。

提出了一种2维磁场重联模型。磁场重联过程中的电荷分离在等离子体中产生静电场，等离子体在电场中的漂移运动可以解释阿尔芬速度量级的出流。该磁场重联模型给出如下结论：Sweet-Parker模型描述的重联率强烈地依赖于电子质量与离子质量之比；反常电阻率正比于离子惯性长度和电流片宽度比值的平方;相对论效应和高温等离子体中电子-正电子对的产生可以提高重联率;电磁波的激发对于磁能的损耗是必要的。

为了对高压倍加器和静电加速器等低能加速器中一些具有特殊结构的轴对称静电元件进行模拟和设计，采用传输矩阵法编写了直流束的束流光学计算程序，并利用该程序对高频离子源预聚焦系统和移动式加速器中子源的束流光学系统进行了模拟和设计。程序将整个轴对称静电场区域看作厚透镜，并均分成若干个小区间，先利用其他电磁场软件计算区域内的轴上电势分布，然后根据该电势分布计算每个小区间内的束流传输情况得到束流的包络曲线。该程序可以用于计算非线性效应可忽略的复杂轴对称静电场中强流和弱流束的传输，且所需计算时间很短。