纯有机室温磷光由于其独特的长余辉性质, 在数据加密、 防伪、 有机发光二极管以及细胞成像等应用领域引起了广泛关注。 目前, 设计具有高亮磷光和超长发光时间的有机材料仍然是一个巨大的挑战。 基于重原子效应, 设计与合成了一种纯有机室温磷光分子1,4-二溴-2,5-二氟二(9H-咔唑-9-基)苯(BFCzB), 该化合物在日光下为白色粉末, 紫外灯开、 关后发射明亮黄色磷光, 其最大激发波长为366 nm, 对应的最大发射波长为544 nm, 在590和640 nm还存在两处肩峰, 其寿命为103.55 ms, 余辉接近2 s。 为了探讨重原子引入对磷光的影响, 在(TD)DFT(含时密度泛函理论)上进行了理论模拟, 通过模拟计算可得出HOMO/LUMO的带隙仅为0.02 eV, 说明分子易被激发, 通过与相似无卤素化合物的比较, 引入卤素后能带隙的减弱证明重原子的引入有助于促进单线态和三线态间的自旋轨道耦合(SOC)和系间窜越(ISC)。 为进一步探究BFCzB超长磷光的起源, 进行了粉末X射线衍射(XRD)光谱测试以了解分子堆积模型和存在的相互作用。 对于BFCzB分子, 存在3种类型的分子内相互作用, 包括C-Br…π (3.373 1 )卤键、 C-Br…N (3.170 5 )卤键和C-F…H-C (2.587 7 )氢键。 这些相互作用有效地限制了分子的旋转与振动, 进而极大地降低了非辐射驰豫。 此外, BFCzB分子中卤素原子与相邻分子间还存在着众多分子间相互作用。 C-F与相邻分子的咔唑环形成主要的相互作用C-F…H-C (2.527 1 )氢键和C-F…π(2.933 5和3.049 4 )卤键, Br与相邻分子也存在着C-Br…H-C (2.846 6 )氢键和C-Br…π(3.531 4 )卤键相互作用。 邻近分子的咔唑基团还存在着π…π堆积(3.399 2 )。 所有这些分子内和分子间的相互作用共同抑制分子运动, 进一步抑制了三重态激子的非辐射弛豫, 实现了超长室温磷光。 该工作还通过TMB比色法验证BFCzB分子的磷光在水中猝灭时产生单重态氧(1O2), 并基于此进行光动力学抗菌实验。 本研究可为纯有机磷光分子的设计、 合成和应用提供借鉴。

要实现微型光学原子磁强计需要精确测定气室温度和实现高精度气室温控。提出了一种无温度传感器的气室温控方案。该方案首先探测激光输出功率，采用激光功率伺服控制激光器的注入电流以锁定光功率；然后探测原子吸收光谱，利用同步调制解调技术将其转变成激光频率鉴频信号，采用激光频率伺服控制激光器温度，将激光频率锁定在吸收谱线中心；最后利用原子吸收光谱中心信号幅度来测量气室温度，从而实现气室温控。采用本方案实现了气室温控，温控效果与采用热敏电阻测温所实现的气室温控效果相当，为实现微型光学原子磁强计气室温控提供了一种备选方案。

随着电子信息技术的飞速发展, 具有更高抗干扰能力以及更高灵敏度的日盲紫外探测器引起了广泛关注。六方相氮化硼(h-BN)凭借其超宽带隙、高光吸收系数、高热导率及高击穿场强等优势成为日盲紫外探测器研究的热点材料。此外, h-BN良好的机械强度和光学透明性使其兼具柔性探测器的潜力。然而室温条件下制备的h-BN薄膜常具有较多缺陷, 极大程度上限制了其柔性探测器的发展。本文在室温条件下采用反应磁控溅射, 以B为生长源, 在蓝宝石和Si衬底上实现了较高质量h-BN薄膜的制备, 并在此薄膜的基础上制备了高性能日盲紫外探测器。3 V电压下, 其探测器拥有极低的暗电流(0.07 pA)、较高的响应度(1.37 μA/W)和探测率(2.73×1010 Jones)。本文的研究结果证实了室温制备h-BN薄膜及其日盲紫外探测器的可行性, 为实现可在室温下工作的h-BN探测器的应用提供了参考。

对TC4钛合金激光增材修复试样进行不同方向的组织、显微硬度及室温拉伸性能分析。结果表明：激光增材修复区为典型的网篮组织，增材高度方向增材区为细密的网篮组织，倾斜方向增材区的网篮组织内包含部分等轴α相，扫描方向试样由于热量累积少，散热快，且靠近结合区，由大量细长α板条以及部分针状α′组成。增材区显微硬度以扫描方向试样为最大，约为345 HV，比增材高度方向和倾斜方向试样高出4.1%；扫描方向试样结合区的显微硬度最高，达到362 HV。不同方向试样室温拉伸性能存在各向异性，扫描方向试样抗拉强度高，塑性略低，增材高度方向和倾斜方向试样抗拉强度低，塑性略高。断口均表现出韧性断裂。

目前大多数柔性薄膜晶体管（TFT）使用塑料基板替代玻璃基板会导致白色污染加重，本研究采用可降解的纳米纤维素纸作为柔性基板，其具有粗糙度仅为3.12 nm的优异平滑度，且整个器件沉积完后只增加至6.03 nm。更重要的是，该TFT器件通过磁控溅射制备IGZO/Al₂O₃作为有源层，使得器件在室温下无需热退火处理，避免了纳米纸不耐高温的问题。在有源层中，Al₂O₃充当电子桥连接了不连续的铟镓锌氧化物（IGZO），且IGZO有着微弱的结晶，大量的载流子得以沿沟道流通。该纸基器件展示出迁移率为22.5 cm²/（V·s）、开关比高达5.07×10⁶、阈值电压V_th仅为-0.036 V的优异性能，并且有着很好的正偏压和负偏压稳定性。这种纸基TFT在未来的绿色且柔性显示中具有巨大的应用潜力。

本文采用四丁基氢氧化铵催化碱法制备富勒醇, 并以富勒醇为原料, 采用溶胶凝胶法制备富勒醇修饰氮掺杂二氧化钛光催化材料, 对该复合材料的成分、结构等进行表征与分析, 并研究复合材料的光催化还原CO2的性能。结果表明, 复合材料在可见光区的光吸收性能增强, 表现出良好的室温可见光催化还原CO2活性, 其中CO平均生成速率达5.560 μmol·g-1·h-1, CH4平均生成速率为0.789 μmol·g-1·h-1。分析认为, 富勒醇复合与N掺杂有效提高了TiO2的可见光催化活性。

通过控制室温下射频磁控溅射过程中不同的氩气工作气压、溅射功率和沉积时间，在石英玻璃上沉积Al掺杂ZnO(AZO)薄膜，探究了三种工艺条件对制备的AZO薄膜的微结构及光电性能的影响。所制备的AZO薄膜经500℃退火后均为六方纤锌矿结构，具有优异的透明度，在可见光范围内的平均透过率均在86%以上。在气压0.25Pa、功率200W下，溅射时间为10min时，薄膜的电阻率低至5.04×10-3Ω·cm，而溅射时间为15min时，Haacke性能指数最优，为0.314×10-3Ω-1。结果表明，磁控溅射制备的AZO薄膜的晶体结构、方阻和透过率等特性与制备过程中的气压、功率和时间密切相关，通过评价性能指数可指导优化AZO薄膜的制备工艺。