随着“2020 SO身份之谜”的落幕， 空间目标的光谱表征及识别技术在空间领域感知中的地位再次凸显。 光谱表征及识别技术的突出优点是能够通过空间目标表面反射的光谱识别出其材料， 进而确认空间目标的身份及类型。 该技术在图像不具备空间分辨率的前提下， 仍然能够较准确地识别出材料， 因此通过低成本小口径望远镜进行空间目标材料表征的可行性得到验证。 在这一点上， 传统的观测手段很难做到的。 2000年， Jorgensen的博士论文在该领域内引起了广泛的关注， 从此开启了空间目标光谱表征的研究热潮。 然而， 经历了20余年的发展， 空间目标的光谱表征及识别技术在实际应用中仍然受到了较大的限制， 这与空间目标的光谱表征方式以及空间环境的复杂性和未知性有着较大的关系。 研究者们通常以地面实验室内的测量数据为依据对实际在轨目标进行表征和识别， 而空间环境的作用却导致了两种测量结果之间存在着无法被描述的差异。 光谱解混法是空间目标材料识别的主流方法， 对其原理和应用情况进行了详细的介绍， 并指出实验室测量结果与实测结果之间的差异是造成解混不成功的主要原因。 解混识别的准确率很大程度上取决于光谱数据库的完善程度， 因此在建立光谱数据库时需要重点考虑空间环境和观测几何对空间目标光谱特性的影响。 同时， 人工智能算法的引入也将大大提高空间目标光谱表征及识别的能力。 从空间目标光谱特性及分类研究、 空间目标材料表征及识别研究、 空间目标光谱的红化现象、 光谱数据库的发展情况四个方面进行了详细的综述及讨论， 分析了其中的难点和重点问题， 凝练出了一些具有参考价值的建设性意见， 希望能够给广大研究者提供便利。

本文利用低温拉曼与光致发光光谱对纯净金刚石晶片的结晶质量、晶体应力分布进行表征分析，并结合电子辐照和快速退火对晶片的杂质缺陷结构开展研究。通过拉曼光谱对金刚石特征峰的表征分析发现，由于金刚石生长机制以及晶片的切割、抛光等因素影响，晶片的边缘与表面应力分布较高。光致发光光谱中的零声子线具有明显的温度依赖性，根据Jahn-Teller效应与电子-声子耦合理论阐明了测试温度变化引起中性单空位缺陷零声子线分裂与红移的机理。对晶片做电子辐照与退火调控处理后，晶片中氮-空位(NV)缺陷显著增多，表明在纯净晶片中氮主要以替代位氮杂质的形式存在。

利用时域有限差分方法，研究了非对称纳米棒二聚体结构中不同端点局域等离激元（LSP）的近场响应。结果表明，长短棒中存在低频和高频两种模式，低频模式在处于两棒间隙端点处的场强显著强于外侧端点；高频模式在长棒间隙端点处的场强强于外侧端点，而短棒两端点的场强相同。借助不同纳米棒本征频率差异所对应的电荷库效应，很好地解释了不同位置的强度响应差异。对于不同端点的振荡频率，研究发现共振纳米棒两端点LSP振荡频率一致，非共振纳米棒两端点LSP振荡频率不同，并且在非共振棒中，位于两棒间隙位置处的端点的振荡频率，与共振纳米棒频率更接近。

低成本、 环境友好的铜锌锡硫替代含贵金属和有毒金属的铜铟镓硒, 是薄膜太阳能电池的最佳选择。 电镀法是一种无需真空设备和靶材的低成本方法。 一种更简单的制膜方法是在水溶液中共电镀沉积Cu-Zn-Sn（CZT)合金于FTO衬底上。 采用氩气保护气氛下在550 ℃硫化电镀法制得的CZT合金前驱体, 成功制备了CZTS薄膜。 采用三电极体系将CZT合金前驱体电镀在FTO上, 其中FTO作为工作电极, 铂（Pt）网和Ag/AgCl分别作为对电极和参比电极。 电解质由CuSO4, ZnSO4, SnSO4, 络合剂-三乙醇胺（TEA）和柠檬酸钠组成。 前驱体在氩气保护气氛下550℃硫化得到CZTS薄膜。 采用X射线衍射（XRD）、 拉曼光谱、 扫描电子显微镜（SEM）、 紫外可见光光谱仪和光电化学测量（PEC）等方法, 表征了CZTS薄膜的结构、 形貌、 成分和光谱学性质。 XRD和拉曼光谱证明了550 ℃硫化后的CZTS薄膜具有锌黄锡矿结构。 一个Raman主峰位于342 cm-1, 两个Raman次强峰分别位于289和370 cm-1, 这些峰位与锌黄锡矿CZTS的峰位相吻合。 SEM结果证明优化后CZTS薄膜成分接近CZTS的理想化学计量比, CZTS薄膜中Cu/(Zn+Sn）和 S/(Zn+Sn+Cu)分别为052和101, 这表明CZTS薄膜中S的含量非常合适。 PEC结果证实, 采用前照射或后照射FTO/CZTS均产生光电流, 并且两种照射下产生的光电流方向一致。 通过紫外可见光光谱测量并由此计算出的CZTS能隙为145 eV。 通过上述分析证明制备的CZTS薄膜具有高品质, 可用于制备CZTS薄膜太阳能电池。

研究多色打印机的光谱特征化, 提出了一种基于降维的光谱特征化模型, 保证了多色打印机颜色转换的精度, 同时也提高了特征化的运行效率。 该模型结合颜色分区理论和LabPQR非线性降维方法, 首先将高维光谱数据降低至LabPQR六维空间中, 然后通过胞元搜索算法查找目标颜色所属的胞元空间, 最后利用反向四面体插值算法对目标的LabPQR值进行计算, 得到打印机最终的通道信号输出值。 检测颜色样本的实验数据表明, 正向模型和反向模型的平均色差达到0.714和1.016 NBS, 模型的运行时间为2.03和9.05 s。 新算法能够实现多色打印机光谱数据与通道信号值间的准确转换。

采用光聚合技术成功制备了羧甲基壳聚糖(CSC)、 丙烯酰胺(AM)、 丙烯酸(AA)的三元接枝共聚物, 即壳聚糖基重金属捕集絮凝剂CSC-P(AM-AA)。 为了证明接枝共聚产物的成功制备和表征其结构特征, 采用红外光谱(IR)、 X射线衍射(XRD)、 差热-热重分析(TG-DSC)、 扫描电镜(SEM)对其进行表征, 结果表明成功制备出羧甲基壳聚糖的接枝共聚物CSC-P(AM-AA), 且具有较好的溶解性； 由于羧甲基壳聚糖的接枝改性使得CSC-P(AM-AA)具有与P(AM-AA)显著不同的结构特征。 同时絮凝实验证明其具有较好的重金属螯合捕集效果, 在pH为8、 投加量为8 mg·L-1、 转速为150 r·min-1时, CSC-P(AM-AA)对Cu2+的最佳去除率为87.0%。

由于壳聚糖的大分子键上分布着大量的氨基、 羟基和N-乙酰基等活性功能基团, 将其改性作为天然绿色絮凝剂越来越受到关注, 但对其的接枝共聚产物的光谱学表征研究鲜有报道。 因此, 对壳聚糖基絮凝剂进行光谱学表征与分析研究具有重要意义。 论文以壳聚糖(CS)、 丙烯酰胺(AM)、 二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为接枝共聚单体, 采用光聚合技术制备壳聚糖基絮凝剂CS-P(AM-DMDAAC)。 采用X射线衍射(XRD)、 紫外光谱(UV)、 红外光谱(IR)研究其结构特征； 分析了壳聚糖、 丙烯酰胺、 二甲基二烯丙基氯化铵及三者接枝共聚产物的X射线衍射(XRD)、 紫外光谱(UV)、 红外光谱(IR)的图谱特征和振动吸收峰归属。 研究了壳聚糖脱乙酰度、 壳聚糖浓度、 阳离子度对接枝共聚产物壳聚糖基絮凝剂CS-P(AM-DMDAAC)的X射线衍射(XRD)、 紫外光谱(UV)、 红外光谱(IR)的影响。 UV光谱和IR光谱研究结果证明CS, AM和DMDMAAC成功发生接枝共聚反应制备出CS-P(AM-DMDAAC), 壳聚糖浓度增加导致其光谱对称性减弱。 XRD图谱研究表明接枝共聚反应使得壳聚糖的晶型结构趋向不定型结构转变, 不定型结构相比于晶型结构更易于水化, 故接枝共聚产物具有更加优异的溶解性。

为探寻解决微/纳机电系统中摩擦和磨损等界面效应问题的理想新方法, 研究了石墨接触界面对石墨超润滑的影响及阻力来源。首先, 利用电子束曝光、反应离子束刻蚀等微加工方法制备了微米级石墨平台, 并使用微纳机械手推动石墨平台获得了具有超润滑特性的石墨表面。然后使用拉曼光谱、纳米级红外光谱和原子力显微镜对获得的超润滑石墨表面进行表征。最后使用了能谱仪对石墨平台进行了微区元素分析。结果表明, 超润滑石墨表面具有原子级光滑的平整度, 并具有极高的有序度, 而石墨表面的边缘具有多种缺陷并在加工过程中及大气环境中吸附了多种分子, 边缘的氧原子含量比面内氧原子含量高出了24.2%。推动石墨平台的过程中, 边缘吸附分子会阻碍超润滑石墨接触界面发生相对滑动, 克服这些分子的吸附需要能量, 这成为摩擦阻力的来源。

采用聚丙烯酰胺直接氮烷基化的方法, 在PAM的侧链上引入了烯丙基, 通过自由基引发交联并水解, 合成了聚丙烯酰胺自由基交联的弱凝胶, 并研究了其结构、 凝胶形成过程以及NaCl浓度对凝胶表观粘度的影响。 结果表明: 交联比的改变, 对交联时间、 破胶时间和凝胶强度均有影响, 随着交联比的增大, 交联时间减少, 凝胶强度略有增大; 聚丙烯酰胺衍生物交联体系的表观粘度随着NaCl质量浓度的增加而增加, 具有良好的抗盐性能。