声学微流控技术作为一种主动式操控流体的技术，广泛应用于生化分析与生物医学领域。基于声表面波(SAW)技术与边界层流扰动机制，设计了三种不同叉指电极结构的声表面波微流控芯片，以研究直型、对称型和线性调谐聚焦型叉指电极对薄液膜定向铺展行为的影响。首先，对直型叉指电极驱动薄液膜铺展的机理进行定性验证，并对铺展速度进行定量检测。随后，通过对叉指电极结构进行优化，实现声表面波定向驱动薄液膜铺展，拓展芯片应用环境。实验结果表明，直型与对称型叉指电极可在33.2 MHz频率下驱动声表面波进行薄液膜铺展，直型叉指电极可以55.53～70.58μm/s的速度进行单向驱动，对称型叉指电极可在24 s内进行双向驱动并实现3 600μm的铺展宽度。线性调谐聚焦型叉指电极可在30、35、40 MHz频率驱动下分别沿不同运动轨迹实现薄液膜的多方向铺展。该技术可实现定向驱动，对高效表面涂层或镀膜技术的发展具有参考意义。
低共熔溶剂(DES)在柔性传感器领域的应用已取得突破性的进展。采用DES通过不同类型的填料修饰刚性/柔性网络制备多功能柔性应变传感器的研究逐渐受到广泛关注。介绍了DES的性质，阐述了DES应用于柔性应变传感器的优势和局限性，并重点阐述了DES与可聚合低共熔溶剂(PDES)在可穿戴柔性传感器中应用的研究进展、优势及局限性。最后，总结并展望了目前DES应用于柔性应变传感器面临的机遇和挑战。
介电润湿(EWOD)作为数字微流控技术的主要手段，摆脱了繁琐复杂的外部设备的依赖，通过有序电压的通断实现了对离散液滴的控制，可用于驱动微升/纳升量级的液体，显著减少珍贵样本的损耗。提出了一种具有锯齿化边缘的饼干形电极提升EWOD驱动能力，修正了描述液滴驱动的Young-Lippmann(Y-L)方程，并基于此使用COMSOL软件进行了模型构建，从理论上研究了不同参数的EWOD器件的电学性能以及不同电极形状上不同类型液滴操作的区别。仿真结果表明，所设计的饼干形电极相较于传统的方形电极，在液滴驱动速率上提高了约16.7%,在液滴生成速率上提高了约25%。为了验证具有该电极结构的EWOD器件的驱动能力提升情况，制备了不同驱动电极形状的EWOD器件。测试结果表明，具有饼干形电极的器件在电压25 V下实现了气相环境下的液滴驱动，且驱动速率相较于方形电极器件提高了20%以上，与仿真结果相吻合。
基于第一性原理，研究了Ti掺杂的单层黑磷烯作为检测有害气体SO_2、H_2CO、HCN、NO_2的气敏材料的可能性。计算发现，Ti可以被稳定地掺杂在单层黑磷烯表面。随后研究了掺杂Ti的单层黑磷烯薄膜的几何构型和电子性质，选择四个吸附位点来确定SO_2、H_2CO、HCN、NO_2在Ti掺杂黑磷烯薄膜上的最佳初始吸附位置，计算了吸附过程中的吸附能、电荷转移量、键长等性质，并从态密度方面分析了反应机理。研究结果表明，Ti掺杂黑磷烯能够化学吸附上述四种气体。当吸附SO_2、H_2CO气体时，整个体系带隙消失，呈现导体性质；当吸附HCN、NO_2气体时，体系的带隙变窄，呈现半导体性质。此外发现NO_2与H_2CO能在近乎常温的环境中吸附在Ti掺杂黑磷烯表面。理论研究证实，Ti掺杂的单层黑磷烯是检测SO_2、H_2CO、HCN、NO_2的优秀气敏材料。
在双面抛光工艺中，晶圆的运动状态对抛光效果有重要影响。利用虚拟样机技术建立刚柔耦合模型，分析双面抛光过程中晶圆的滑移和自转情况对抛光效果的影响。以晶圆表面相对抛光垫的运动轨迹和速度均匀性作为抛光平整性能评价指标，通过调节抛光转速分析其对晶圆自转和抛光效果的影响，并研究晶圆自转速度与抛光效果之间的关系。结果表明：晶圆的滑移旋转是由于受抛光垫的非平衡摩擦和载具微碰撞导致，且不同硬度的抛光垫对晶圆的滑移影响很大，为减少晶圆表面划痕和边缘碰撞损伤，应选用合适的抛光垫材料和载具边缘材料；在上抛光垫转速-15 r/min(顺时针旋转)、下抛光垫转速15 r/min(逆时针旋转)、太阳轮转速25 r/min和外齿圈转速10 r/min下，晶圆平整性最好，并具有较高的晶圆自转速度；抛光过程中晶圆自转方向一定，且速度会有波动。
采用含氧磁控溅射法，基于氧化铝陶瓷衬底制备了应用于温度传感器的铂薄膜。通过调控溅射功率、气压、氧气体积分数以及退火工艺，使用四探针电阻测试仪、X射线衍射仪(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)等表征手段，研究了不同参数对薄膜电阻率、晶粒尺寸和微观形貌的影响。最后结合两步沉积法获得大晶粒尺寸的低电阻率铂薄膜。实验结果表明，在170 W直流溅射功率、8 mTorr(1 mTorr≈0.133 Pa)气压和5%氧气体积分数下，铂薄膜电阻率可降至10.24μΩ·cm。结合两步沉积法，在70%氧气体积分数下沉积的首层高含氧铂薄膜可促进薄膜择优取向，继续在5%氧气体积分数下沉积铂薄膜作为功能层，可实现薄膜的晶粒快速生长，使电阻率进一步降低至10.06μΩ·cm,最终铂薄膜的电阻温度系数(TCR)可达到3 805×10~(-6)/℃。
为了获得高灵敏度折射率传感器，探讨对称性结构设计的传感特性，设计了一种双挡板金属-介质-金属(MIM)波导耦合矩形凹槽与半圆环结构。应用有限元法，分析了表面等离激元(SPP)在双挡板波导和谐振腔中传输时的耦合过程以及3个Fano共振峰(FR1～FR3)的形成过程。为了提升传感器的性能，研究不同的结构参数对传感特性的影响，并通过品质因子(FOM)确定结构的最优参数。通过改变介质折射率，计算得到FR1～FR3相应的灵敏度分别为1 756、1 865以及2 453 nm/RIU。除此之外，还证明了对称性结构设计在一般情况下可以通过调整结构参数，实现对折射率传感器灵敏度的粗调和细调。为探讨该结构在温度传感器领域的潜在应用，将乙醇作为介质层填充物研究透射谱变化，得到FR1～FR3灵敏度分别为0.362、0.383和0.534 nm/℃。
陶瓷封装因其优异的结构可靠性和气密性，在5G通信和毫米波系统中具有重要应用价值。然而，表层传输线作为陶瓷封装的关键部分，其S参数(特别是核心指标插入损耗S_(21))的精确仿真仍面临挑战。传统电磁仿真因难以考虑实际工艺因素(如表面粗糙度、材质不均匀性),导致仿真误差较大。基于黑瓷微带线和共面波导的实测数据，通过理论推导与实测数据相关性分析，优化了特征阻抗和时延两个关键参数。采用一种混合机器学习模型，先预测S_(11),再根据S_(11)-S_(21)定量关联模型预测S_(21),最终开发了预测软件，输入结构尺寸即可快速输出S参数预测结果(1～2 s完成),无需知道精确介质参数。测试结果表明，在DC～67 GHz频段内，该预测软件S_(21)预测平均误差为7.3%,显著优于传统仿真方法(误差约50%)。该预测软件为微波陶瓷封装设计提供了高效、精确的性能评估手段。
开发了一种简单高效的水热合成法，制备了形貌可控的ZnO纳米棒及ZnO-TiO_2复合纳米材料，分析了TiO_2溶胶的旋涂层数及旋涂后的热处理时间对ZnO-TiO_2复合纳米材料形貌特征与荧光增强性能的影响，优化了制备条件。结果表明，随着TiO_2溶胶旋涂层数增加，TiO_2纳米颗粒沉积逐渐增加，形成纳米团簇。对于单层涂覆TiO_2纳米颗粒的ZnO-TiO_2复合纳米材料，随着旋涂后热处理时间的增加，ZnO纳米棒表面粗糙度逐渐增加，其间隙被TiO_2颗粒填充，最终形成连续膜结构。单层涂覆并热处理1 h的ZnO-TiO_2复合纳米材料可显著增强异硫氰酸荧光素(FITC)标记的羊抗牛免疫球蛋白G(IgG)的荧光强度。
研究了GaN基蓝光微型发光二极管(micro-LED)芯片在电流应力作用下的光电退化机制及其电-热耦合短路效应，揭示了micro-LED芯片独特的突发性短路失效机理。实验结果表明，施加2 h电流应力后，芯片发光强度衰减至初始值的约43%,反向漏电流显著增大，且在-10 V偏压下的超低频噪声功率谱密度增幅达4个数量级，证实缺陷态密度增加是导致光电特性退化的主要因素。此外，热成像分析显示，应力时间延长至约5 h时，芯片表面热点区域面积呈现指数级扩展趋势，最终因局部介质击穿或金属互连桥接而引发突发性短路失效。同时发现，在芯片结温114.8℃的热应力下仅造成约22%的发光强度衰减，而强制散热条件下发光强度衰减幅度(约43%)与无散热条件基本相当。该现象表明载流子注入诱导的缺陷增殖是芯片退化的主导机制，其对性能退化的贡献度约为热效应的两倍。