利用不同功率密度的微秒激光在6061铝合金表面刻蚀出圆柱状粗糙结构,将刻蚀后的粗糙铝合金片置于110 ℃干燥箱保持12 h,通过液滴形状分析仪、扫描电子显微镜、光学轮廓仪、X射线光电子能谱仪等表征表面粗糙结构以及加热处理前后润湿性、表面元素、基团、晶体结构的变化。实验结果显示,微秒激光刻蚀的粗糙铝合金表面具有微/纳米复合结构,经热处理后表面羟基(—OH)减少,而非极性组分C—C(H)是粗糙铝合金表面吸附空气中有机物的主要组分,并且热处理加快了吸附过程,从而使粗糙铝合金表面润湿性发生变化,由超亲水表面转化为超疏水表面。

采用传统紫外光刻技术与激光双光束干涉光刻技术相结合的方法,以及激光双光束干涉连续两次曝光的工艺方法,制备了具有多种形貌和周期的微纳米复合结构,解决了利用传统激光干涉加工技术制备微结构的形貌和周期单一的问题。通过优化实验条件,制备出了微米条形光栅、矩形、圆形和六边形点阵与纳米光栅相结合的微纳米复合结构;在玻璃/银膜/CH₃NH₃PbI₃结构中引入微纳米复合光栅结构,CH₃NH₃PbI₃的吸收在可见光范围内得到明显增强,这主要归因于微米光栅的散射效应和银膜/CH₃NH₃PbI₃界面表面等离子激元的电场增强效应的共同作用。

利用皮秒激光器在镍铝青铜合金表面制备了具有不同微观形貌的微纳米复合结构,再通过硬脂酸进行表面修饰。采用扫描电镜和X射线衍射仪等表征了所得表面的形貌和化学成分。研究结果表明,经皮秒激光加工和硬脂酸修饰后,表面的接触角都达到150°以上。不同的脉冲能量密度下,试样表面的微观形貌和润湿性不同。随着脉冲能量密度的增大,修饰后的试样表面的滚动角逐渐减小,当脉冲能量密度为6.85 J/cm ²时,滚动角减小到7°,随着脉冲能量密度的进一步增加,滚动角又逐渐增大。耐蚀性测试结果表明:超疏水镍铝青铜合金表面具有更好的耐腐蚀性能。采用优化的工艺参数可以在镍铝青铜合金上加工出超疏水表面,有助于提高其耐腐蚀性能。

为增强CdS纳米粒子的荧光强度, 以及稳定性, 研究了Cd, S不同质量比, 有无稳定剂等条件下CdS纳米粒子的制备及荧光特性。 在碱性条件下, 利用水热法合成了CdS/ZnO的纳米复合结构, 并对所有样品进行了XRD、 荧光光谱和SEM表征。 测试结果表明所制备的CdS纳米粒子和CdS/ZnO的纳米复合结构粒子成分单一且纯净; ZnO复合在CdS表面; 在紫外光（328.5 nm）激发下, CdS/ZnO纳米复合结构的发射峰位于463 nm处, 峰形窄而对称, CdS/ZnO纳米复合结构的荧光强度比CdS纳米粒子的荧光强度有显著增强, 且CdS和ZnO物质量之比为1∶1条件下, 荧光强度最高, 其荧光效率比单一CdS纳米粒子高出11%。 通过第一性原理计算结果表明, CdS能带结构中, Cd-4d, S-3p和Cd-5s能带分别由5条、 3条和1条能级构成, 对比不同轨道的分态密度强度, 看出CdS的导带边主要由Cd-5s轨道贡献, 而价带边主要由S-3p轨道贡献, 能量在-7 eV附近的电子态主要由Cd-4d轨道贡献。 而ZnO上价带主要由O-2p电子构成, 靠近费米能级的价带区域则主要由Zn-3d电子贡献, 在导带部分, 主要来源于Zn-4s和O-2p电子。 由于在两种材料的复合结构中Zn-3d电子的能级和S-3p电子的能级接近, 存在着二型带阶结构使能带变窄, 容易形成跃迁, 减小电子-空穴的复合, 从而促进复合结构荧光效率的提高。

基于激光受激辐射损耗原理的远场光学超分辨成像技术, 当圆形入射高斯激光经过涡旋相位板调制后, 将转变为中心光强为零的圆环形光束, 该形状的激光束与光敏聚合物作用, 能够制备出具有一定功能的纳米结构。介绍了自主搭建的基于圆环连续激光光源的激光直写系统, 以及利用该系统研制的复合纳米结构。当光源为532 nm连续激光输出时, 与正性光刻胶作用, 得到直径<50 nm的纳米柱复合结构, 以及整齐均匀的纳米柱阵列结构; 与负性光刻胶作用, 得到直径<100 nm的纳米通道, 以及整齐均匀的中央有纳米通道的微米柱复合结构阵列。当光源为405 nm连续光纤激光时, 与正性光刻胶作用, 也得到了直径小至153 nm的纳米柱复合结构及其阵列。这些纳米结构的基本单元尺寸都突破了光学“阿贝衍射极限”的限制, 具有实用潜力。

利用水热法制备了ZnO/ZnFe₂O₄纳米复合粒子。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光致发光光谱(PL)对退火前后的ZnO/ZnFe₂O₄纳米粒子进行表征。研究结果表明，退火后的ZnO/ZnFe₂O₄纳米复合粒子表现出更好的形貌和晶体质量，主要由六角纤锌矿结构的ZnO和立方结构的ZnFe₂O₄构成。PL光谱显示，退火后ZnO近带边的发光强度明显降低，这是由于ZnO/ZnFe₂O₄形成了Ⅱ型能带结构实现了光生载流子分离的结果。对其光催化特性也进行了研究，光照时间为3 h，退火后的ZnO/ZnFe₂O₄纳米复合粒子表现出更优秀的光催化活性，降解甲基橙的效率可达50.48%。另外，还对其磁性进行了研究，室温条件下，纳米复合粒子表现为顺磁性，而经过退火处理后表现出铁磁性。因此，ZnO/ZnFe₂O₄纳米复合粒子经退火后具备磁性光催化剂性能，有一定的发展前景。

超疏水自清洁荷叶结构表面有重要应用潜力。运用高功率皮秒激光结合高速扫描振镜，在H13模具钢表面高效制备了密排六方点阵微米级凹坑，其中含有丰富的纳米级亚结构，获得了面积为25 mm×25 mm的反荷叶结构。将该结构用于超疏水微纳米压印模板，在165 ℃、6 MPa、大气环境中进行硅橡胶压印，获得大面积微米级突起阵列，表面分布着纳米级亚结构，与荷叶结构十分相似。压印后硅橡胶表面接触角达到153.3°，接触角滞后值为3.2°，实现了超疏水性。皮秒激光制备的模板能进行连续压印，具有一定的耐久性和连续压印能力。

利用简单的水热法在ZnO纳米棒表面合成CdS纳米粒子。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对CdS/ZnO异质结构进行表征。实验结果表明, 在生长CdS的过程中ZnO被逐渐地腐蚀。选择CdS/ZnO纳米复合材料作为光催化剂在紫外光和绿光照射的条件下降解甲基橙(MO)。CdS/ZnO纳米复合材料纳米棒作为光催化剂降解甲基橙的光催化活性有明显的提高。

采用直接固相反应法制备了一维SiC-CNTs纳米复合结构。初始反应原料为纯的硅粉和碳纳米管混合物, 没有使用任何触媒, 在1 400 ℃温度下获得了一维纳米产物。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、拉曼光谱、阴极射线发光光谱研究了产物的结构和光学性质。获得的一维SiC-CNTs纳米复合结构外径约为60 nm, 长度超过几个微米。CL谱中存在三个发射带, 中心位置分别为2.89,2.39,2.22 eV。