本文采用脉冲激光沉积（PLD）法在单晶硅（111）和石英玻璃衬底上制备了Ga掺杂ZnO（GZO）纳米薄膜，研究了氧压强对薄膜质量和光电性质的影响。采用XRD和SEM对薄膜的晶体结构和表面形貌进行了表征，结果表明纳米薄膜的平均粒径尺寸可以通过调整氧压强来控制，当氧压强为0.01 Pa时，薄膜的结晶质量最好。PL谱分析结果表明，反应气氛中适量的氧气可以有效降低缺陷密度，实现对GZO薄膜发光性质的调控。透射光谱分析结果显示，GZO薄膜在400~800 nm的平均光学透过率超过85%，具有良好的透光性能。霍尔测试结果表明氧压强为0.01 Pa时，GZO薄膜的电阻率最低为2.77×10-4 Ω·cm，随着氧压强继续增加，薄膜的电阻率增加，载流子浓度和霍尔迁移率均降低。

采用脉冲激光沉积法在玻璃衬底上沉积掺镓氧化锌(GZO)透明导电薄膜,使用X射线衍射仪、紫外可见分光光度仪、原子力电子显微镜和霍尔测试系统,研究了氧气分压对GZO薄膜晶体结构、微观形貌以及光电性能的影响。结果表明:所有的样品都表现出六方纤锌矿结构,并具有高度的c轴择优取向生长;薄膜表面致密光滑,晶粒尺寸随氧气分压增大而先增大后减小,当氧气分压为0.5 Pa时,薄膜的结晶性最佳;沉积的GZO薄膜在可见光区域表现出高于91.97%的透过率,且禁带宽度在3.492~3.576 eV之间;随着氧气分压增大,载流子浓度与霍尔迁移率先增加后减小,电阻率先减小后增大,当氧气分压为0.5 Pa时,GZO薄膜的电阻率最低,为2.95×10 -4 Ω·cm。

用注射超声喷雾法将前驱体由针管直接送入超声喷头内, 在石英基板上制备Zn1-xCrxO（x=0.0, 0.01, 0.03, 0.05）薄膜。 采用X射线衍射仪、 扫描电子显微镜、 荧光光谱仪、 紫外-可见分光光度计、 振动样品磁强计（VSM）等对薄膜的结构、 光学和磁学性质进行测量。 实验结果表明, 未掺杂的ZnO薄膜为六角纤锌矿结构, 沿着c轴（002）择优取向, 而Cr掺杂抑制了薄膜的c轴择优取向性； 掺杂后的薄膜平均晶粒尺寸均增大, 且当x=3%时, 晶粒尺寸最大, 达31.4 nm。 扫描电镜（SEM）下薄膜呈球形颗粒状, 并且在x=5%下, 薄膜出现了长条状的微观形貌。 Cr掺杂使样品的光致发光谱（PL）发生了很大的变化： 未掺杂的样品的PL谱在378 nm处存在一个紫外发射峰, 对应于550 nm附近还存在一个由于缺陷态引起的绿光发射峰； 掺Cr样品只有在350～550 nm的很宽的范围内存在一个发射峰, 对其进行高斯拟合后, 发现掺Cr量为x=1％, 3％, 5％下样品均存在VZn（锌空位）、 Zni（Zn间隙位）、 V-Zn（带一个电子的锌空位）内部缺陷态, 且当x=3%时, VZn最多。 Cr的掺杂使得薄膜的带隙增大, 并且x=3%时, 禁带宽度最大, 达到3.374　eV。 掺Cr的三个样品均具有室温铁磁性, 且x=3%样品的磁化强度最大, 其与VZn(锌空位）最大相对应, 验证了Cr3+和VZn的缺陷复合体是ZnO∶Cr样品具有稳定的铁磁有序的最有利条件的理论预测。

采用直流磁控溅射法制备了ZnO薄膜, 研究了沉积过程中变换氧分压对薄膜光电性能的影响。采用XRD、紫外可见光分光光度计及AFM等方法对薄膜的结构和光电性质进行了表征。结果表明, ZnO薄膜在可见光范围内的透过率可达88%, 并且随着氧分压的增大, 薄膜的透过率也增大; 制备出的ZnO薄膜表面粗糙度为0.41nm。在glass/ITO/ CdS/CdTe结构的太阳电池中, 将本征ZnO薄膜作为高阻层加入到ITO与CdS之间, 电池的开路电压和填充因子有明显的提高, 加入高阻层之后, 电池的转换效率最高可达13.6%。

采用溶胶-凝胶法在玻璃基片上制备了纯ZnO薄膜和高浓度Cu掺杂的Co, Cu共掺ZnO (Zn0.90CoxCu0.1-xO, x=0.01,0.03,0.05)薄膜。扫描电镜观察到无论是纯ZnO还是掺杂ZnO薄膜表面都有均匀分布的颗粒, 但是在Cu含量较高时均匀性更好。X射线衍射揭示所有样品都具有纤锌矿结构, 但是Cu掺杂量的增加使晶格常数略有减小, 而晶粒尺寸却略有增大。XPS测试结果表明样品中Co离子的价态为+2价和+3价, Cu离子的价态为+2价和+1价共存。室温光致发光测量在所有样品中均观察到较强的紫外发光峰、蓝光双峰和较弱的绿光发光峰。

用ZnO陶瓷靶，采用脉冲激光沉积(PLD)技术在c-Al2O3衬底上制备了ZnO薄膜。通过不同温度下光致发光(PL)光谱的测量，对样品的紫外发光机理进行研究。 在较低温度(10 K)下的PL光谱中，观测到一个位于3.354 eV处的束缚激子(D0X)发射，随着温度的升高(~50 K)，在D0X的高能侧观测到了自由激子的发射峰。在10 K温度下，3.309 eV处出现了一个较强的发光带A，此发光带强度随着温度升高先增大然后减小，并且一直延续到室温。重点讨论了此发光带的起源，并认为A带可归属于自由电子-受主之间的复合发射。

利用脉冲激光沉积(PLD)法在Si(111)衬底上分别生长了ZnO薄膜和Cu薄膜， 用Cu薄膜作电极，研究了ZnO薄膜与Cu薄膜的接触特性。分别用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和I-V测试的方法对样品的晶体质量、结构和电学性质进行了测试。结果表明：样品中ZnO薄膜和Cu薄膜均具有高度的择优取向；当Cu和 ZnO直接接触时，样品的I-V特性是非线性的；当Cu和 ZnO之间通过ZnO∶Cu层间接接触时形成良好的欧姆接触，而且退火后欧姆接触性能明显提高，电阻率降低约2/3。本研究为价格低廉的Cu电极成为ZnO基器件的欧姆电极提供了一定的依据。

利用脉冲激光沉积的方法在Si衬底上生长出了c轴高度取向的Mn掺杂ZnO薄膜。X射线衍射表明所有样品都具有纤锌矿结构，没有发现其它相，随着掺杂量的增加,c轴晶格常数增大。原子力显微镜结果显示: Mn的掺杂引起了ZnO薄膜表面粗糙度的变化。由光致发光谱发现，在387 nm附近出现了由于近带边自由激子复合引起的紫外峰，还有以430和545 nm为中心的较宽发光峰，结果表明: 掺入到ZnO薄膜中的Mn以＋2价的价态存在,掺Mn以后的ZnO薄膜带隙变大,缺陷能级也发生了改变，在发光谱中表现为紫外峰的蓝移，可见光部分430 nm和545 nm位置处发光峰的红移。

以氧化锌陶瓷靶和金属钴靶为靶材，利用磁控共溅射方法制备钴掺杂氧化锌(Co-ZnO)薄膜。研究了溅射功率对薄膜的结构、光学和电学性能的影响。结果表明：薄膜具有类似于ZnO的六方纤锌矿结构，并沿C轴择优生长；作用在Co靶上的溅射功率对Co-ZnO薄膜的结构和光电性能有一定的影响。在其他条件不变的情况下，当Co靶上的溅射功率设置为10W时，样品的结晶质量、表面形貌、光透过率、光致发光以及导电性能综合评价最优。