利用H在ZnO中作为浅施主杂质的特性, 研究了H掺杂对ZnO∶Al透明导电薄膜特性的影响。 通过降低ZnO∶Al中Al的含量并同时引入H掺杂, 解决了透明导电薄膜中高导电性与高透过率之间的矛盾。H的掺杂可以显著降低ZnO基透明导电薄膜的电阻率, 这是由于H一方面作为施主可以提供电子从而提高了自由载流子浓度; 另一方面与ZnO晶界中的O-结合降低了晶界势垒, 提高了载流子迁移率。利用H掺杂,可以在Al掺杂量降低10倍的情况下, 仍然能获得低电阻率(6.3×10-4 Ω·cm)的透明导电薄膜, 同时其近红外波段(1 200 nm)透光率从64%提高到90%。这种具有高导电性和高透光性的透明导电薄膜可以应用于各类薄膜太阳能电池中以提升器件效率。

梳状滤光片是一种特殊的非均匀光学薄膜器件, 其膜层折射率渐变分布结构使它与常规均匀光学薄膜相比具有更好的光学和机械性能。利用反应磁控溅射工艺, 改变沉积SiOx(0≤x≤2)膜氧化程度, 获得折射率从2.74逐渐变化到1.58(λ=1550 nm)的SiOx渐变折射率薄膜材料。通过调制膜层折射率振幅和引入膜层-外部介质折射率匹配层, 成功地设计并制备了具有较好光学性能的SiOx渐变折射率红外梳状滤光片光学薄膜器件。使用单一的硅溅射靶材, 通过改变氧化程度获得可变折射率材料的方法, 为特殊光学薄膜器件的制备提供了一种经济实用的工艺路线。

用反应磁控溅射法制备了Ta2O5和SiO2的单层膜和多层高反射薄膜, 研究了在过渡区制备高质量光学薄膜的影响因素和机制, 探讨了制备高质量光学薄膜的工艺, 并引入了一种结合拟合方法的被动控制技术来实现在磁控溅射过渡区制备高质量的光学多层膜。结果表明, 在反应磁控溅射过渡区制备的光学薄膜不仅具有比氧化区更高的沉积速率, 而且具有更高的折射率和更低的光损耗。在过渡区镀制光学多层膜时速率的变化与溅射电压的漂移有关, 并且可以通过监测溅射电压随时间的变化结合拟合算法加以修正。在表面均方根粗糙度为0.56 nm的石英基片上, 采用过渡区镀膜和膜厚修正制备了40层的Ta2O5/SiO2高反膜, 通过光腔衰荡光谱方法测得的反射率达到99.96%。