采用射频磁控溅射方法在蓝宝石单晶衬底上沉积氧化镓(Ga2O3)薄膜,并通过光刻剥离工艺(Lift-off)制备了金属-半导体-金属结构的Ga2O3日盲紫外探测器。对不同温度下沉积的Ga2O3薄膜分析表明,在800 ℃下获得的薄膜结晶质量最好,薄膜的导电性则随着沉积温度的上升先增大后减小。在800 ℃制备的β-Ga2O3薄膜的可见光透光率大于90%,光学吸收边在255 nm附近。在10 V偏压下,探测器的暗电流约为1 nA,光电流达800 nA,对紫外光响应迅速。器件的响应度达到0.3 A/W,260 nm波长处的响应度是290 nm波长对应响应度的40倍,可实现日盲紫外波段的探测。

采用射频磁控溅射方法在n型硅片上制备了底栅顶结构的铟镓锌氧-薄膜晶体管(IGZO-TFT)。分别采用Au、Cu、Al 3种金属材料作为电极, 研究不同电极材料对IGZO薄膜晶体管性能的影响。器件的输出特性和转移特性测试结果表明: 以Au为电极的IGZO-TFT具有最佳的性能, 其饱和输出电流达到17.9 μA, 开关比达到1.4×106。基于功函数比较分析了3种电极的接触特性, 根据TLM(Transmission line model)理论推算得出Au电极具有三者中最小的接触电阻。

为了制备ZnO释能电阻并研究Al掺杂浓度对ZnO释能电阻材料的影响, 通过改进的制陶工艺制备了不同Al掺杂浓度的ZnO导电陶瓷。实验结果表明, Al掺杂浓度对ZnO释能电阻的导电性、能量密度和线性度均有较大的影响。Al的掺杂能较好地改善ZnO释能电阻的线性度, 非线性系数可低至1.02; Al掺杂能很好地控制ZnO的电阻率, 使其达到0.54 Ω·cm; Al掺杂还能较好地改善ZnO陶瓷的均匀性和密度, 从而提高ZnO释能电阻的能量吸收密度, 能量吸收密度高达720 J/cm3, 较金属释能材料高出2～3倍。

以 ZnO∶Al为底电极, Cu为顶电极, 在同种工艺条件下分别制备了类电容结构的纯ZnO 阻变器件和ZnO∶2%Cu阻变器件, 分析比较了两种器件的典型I-V特性曲线、置位电压(VSet)和复位电压(VReset)的分布范围、器件的耐久性。结果显示, ZnO∶Cu阻变器件较纯ZnO阻变器件有更大的开关比和更稳定的循环性能。另外, 研究了 ZnO∶Cu阻变器件的阻变机理, 通过对其I-V特性曲线分析得出以下结论: ZnO∶Cu阻变器件在高阻态遵循空间电荷限制电流效应, 低阻态符合欧姆定律。

采用射频磁控溅射法在石英玻璃基片上制备出ZnO∶Al薄膜，并对薄膜在不同O2/Ar比状态下的沉积厚度、结晶性能和导电性能之间的关系进行了探讨。测试结果表明：在0.2 Pa的额定压强下，Ar流量越大，薄膜的厚度越大，XRD峰越强，薄膜的电阻率(ρ)值越低。在纯氩气状态下溅射时，制得的薄膜具有最大的厚度值，约为2.06 μm，并具有最强的XRD峰，ρ同时也达到最小值，阻值为2.66×10-4 Ω·cm。研究表明：结晶性能的提高对薄膜ρ的降低起到了关键作用，而厚度的增加也会使电阻率下降。