1.半导体材料的偏振光谱研究（反射差分谱，光致发光谱，拉曼光谱）

反射差分谱研究：通过测量半导体材料表面反射光的偏振差异，分析材料的能带结构、表面态及光学特性。反射差分谱能够提供有关载流子动力学、界面缺陷以及材料晶体质量的重要信息。

光致发光谱研究：利用光致发光技术探讨半导体材料的光学特性，特别是在不同偏振方向下的光致发光强度变化。该方法有助于揭示材料中的能带间跃迁、载流子复合过程及缺陷态的存在。

拉曼光谱研究：拉曼光谱能够揭示半导体材料的晶格振动模式及其与偏振光的相互作用。通过偏振拉曼光谱，可以分析材料的应力状态、晶格结构及其与外部环境的相互作用。

2.半导体材料的偏振光电流研究（二维材料，拓扑材料，铁磁金属等）

二维材料中的偏振光电流研究：二维材料如石墨烯、过渡金属硫族化物（TMDs）等，因其优异的电光性质和低维度特征，展现出独特的偏振光响应。研究二维材料在不同偏振光照射下的光电流效应，揭示其电子输运性质、光电转换效率和光电导响应机制，有助于优化二维材料在光电器件中的应用，如光电探测器和太阳能电池。

拓扑材料中的偏振光电流研究：拓扑绝缘体和拓扑半金属等拓扑材料因其表面态具有特殊的光电响应，成为偏振光电流研究的重要领域。在偏振光照射下，拓扑表面态的电子态可能引发强烈的光电效应，研究这些材料中的偏振光电流特性有助于理解拓扑材料中电子的奇异行为，并为新型光电器件的开发提供理论支持。

铁磁金属中的偏振光电流研究：铁磁材料具有自旋极化效应，其偏振光照射下的光电流响应展现出独特的自旋轨道耦合效应。通过研究铁磁金属中的偏振光电流，可以深入了解材料中的自旋流动与光电效应之间的关系，为铁磁材料在自旋电子学及光电集成电路中的应用提供理论依据。

3.石墨烯纳米带及其微纳器件的制备

   石墨烯纳米带的制备方法：

化学气相沉积（CVD）法：通过CVD技术可以在金属催化剂表面生长高质量的石墨烯纳米带。这种方法通常需要精确控制反应气体、温度和反应时间，以获得具有预定宽度和边界特性的石墨烯纳米带。液相剥离法：通过将石墨烯块体材料在适当溶剂中剥离成单层石墨烯，再通过化学修饰和分离，制备石墨烯纳米带。该方法适合于大规模制备，但通常需要对剥离过程进行优化以控制纳米带的尺寸。拓扑修剪法：利用纳米级的光刻技术和电化学蚀刻方法对石墨烯进行局部修饰，制备出具有特定形态和边界的石墨烯纳米带。氧化还原法：通过氧化石墨烯然后还原的方法，能够制备具有特定宽度和边缘类型的石墨烯纳米带。此方法的优点是较为简单，且易于控制纳米带的宽度。

   石墨烯纳米带的微纳器件制备：

场效应晶体管（FET）：石墨烯纳米带因其优异的电子迁移率，在场效应晶体管中有很大的应用潜力。通过微纳加工技术，在石墨烯纳米带上定义源极、漏极和栅极，从而制备出石墨烯纳米带场效应晶体管（GNR-FET）。这些器件可以用于高速、高频、低功耗电子器件。光电器件：石墨烯纳米带在光电探测和光电转换方面具有优势。其独特的带隙结构可以通过调节纳米带的宽度和边缘形态来优化光电性能。石墨烯纳米带光电二极管和光电探测器在新型光电应用中展示了巨大的前景。自旋电子器件：石墨烯纳米带的自旋极化特性使其成为自旋电子学器件（如自旋阀、磁性隧道结等）的理想候选材料。通过调控石墨烯纳米带的结构和自旋极化效应，可以实现高效的自旋转移电流和低能耗的自旋逻辑器件。气体传感器：石墨烯纳米带的高比表面积和良好的导电性使其成为气体传感器的理想材料。通过在石墨烯纳米带上涂覆敏感膜或通过化学修饰，可以实现对特定气体分子的灵敏检测。

   微纳加工技术：

电子束光刻（EBL）：电子束光刻是一种高分辨率的微纳加工技术，用于在石墨烯纳米带的制备中进行图案化，能够在纳米尺度上精确控制纳米带的尺寸和形状。纳米压印技术（NIL）：纳米压印是一种低成本的制程技术，通过模具压印可以大规模地制备具有一致性和高精度的石墨烯纳米带结构。原子层沉积（ALD）：该技术通过精确控制沉积过程，可以在石墨烯纳米带表面沉积薄膜，用于器件的电极或保护层制备。

4.新型多价离子电池及其性能调控

   新型多价离子电池及其性能调控是当前能源存储领域的前沿研究方向之一，涉及多价离子（如Mg²⁺、Al³⁺、Zn²⁺等）作为电池的电荷载体，代替传统的单价离子（如Li⁺）。这些新型电池因其高能量密度、较长的循环寿命以及较为丰富的资源等优势，成为了未来电池技术的重要发展方向。

5.煤岩电磁辐射二维霍尔传感器的制备与性能调控

   煤岩电磁辐射二维霍尔传感器的制备与性能调控是煤矿安全监测和智能化矿山建设中的一个重要研究方向。煤岩电磁辐射与煤矿开采过程中的应力、振动及地质变化密切相关，因此，开发能够高效探测煤岩电磁辐射的传感器，尤其是基于二维材料的霍尔传感器，对于矿井安全监测具有重要意义。

6.新型二维材料的高质量制备及其器件性能表征。    

         新型二维材料的高质量制备及其器件性能表征是材料科学和纳米技术中的一个重要研究领域。二维材料，尤其是石墨烯、过渡金属二硫化物（TMDs）、黑磷等，由于其独特的电子、光学、力学等性质，已经在电子学、光电学、能源存储和传感器技术等领域显示出巨大的应用潜力。

7.光子晶体微结构加工及光波导性能研究

   光子晶体微结构加工及光波导性能研究是光学与纳米技术领域中的一个前沿研究方向，涉及利用光子晶体的独特性质设计和制造光波导器件，从而实现高效的光传输与控制。光子晶体是一类具有周期性微结构的材料，能够调控电磁波的传播，特别是在光学频段。通过对光子晶体微结构的加工与优化，可以显著改善光波导器件的性能，在光通信、光计算、传感器和激光器等应用中具有重要的潜力。

8.绝缘衬底（六方氮化硼、碳化硅）表面石墨烯纳米结构制备及其物性研究

   绝缘衬底（六方氮化硼、碳化硅）表面石墨烯纳米结构制备及其物性研究是现代材料科学中的一个重要研究方向，特别是在电子器件、纳米技术和新型材料的开发中具有广泛的应用前景。通过在绝缘衬底上生长石墨烯纳米结构，可以实现高性能、低功耗的纳米电子器件、光电器件及传感器等。六方氮化硼（h-BN）和碳化硅（SiC）作为常见的绝缘衬底材料，因其优异的电子、热学和力学性质，成为石墨烯制备和应用研究中的重要平台。

9. 有机半导体晶体光电器件的性能研究

   有机半导体晶体光电器件的性能研究是有机电子学与光电材料领域的一个重要方向，涉及到有机半导体材料的设计、制备与表征，重点研究其在光电器件中的应用性能，特别是在光电转换、载流子传输、稳定性和器件效率等方面的优化。由于有机半导体材料具有柔性、可溶解性和可调节性，使其在柔性电子、光电子、太阳能电池、显示技术等领域展现了广泛的应用潜力。