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。

采用脉冲激光沉积(PLD)的方法在玻璃衬底上制备了二氧化钛薄膜，研究了基片温度和氧压对薄膜表面形貌、晶体结构和光学性能的影响。结果表明：当基片温度低于300 ℃或高于400 ℃时，二氧化钛薄膜的折射率都随着基片温度的升高而增大；基片温度处于300 ℃~400 ℃之间时，折射率随着基片温度的升高而降低；基片温度为300 ℃时，折射率最大。薄膜的折射率随着氧压的增大而减小。X射线衍射仪(XRD)显示薄膜在基片温度低于300 ℃时为非晶态结构，在300 ℃时出现了锐钛矿结构,当基片温度升高到500 ℃时，薄膜仍为锐钛矿结构；300 ℃时，薄膜的A(101)衍射峰最强，结晶度最好。通过原子力显微镜(AFM)图分析得出：低于300 ℃时，随着基片温度的升高，二氧化钛薄膜的晶粒尺寸增大，聚集密度增大；高于300 ℃时，晶粒的平均尺寸大小几乎不变，300 ℃时，晶粒排列最均匀有序。根据薄膜的透射谱计算了薄膜的光学带隙，可知随着基片温度的升高，二氧化钛薄膜的带隙变窄；随着氧压的增大，带隙变宽。

为了研究生长氧压对ZnO薄膜的结构和光学性质的影响，采用脉冲激光沉积技术，在P-Si〈111〉衬底上制备了不同生长氧压下的掺铜ZnO薄膜。利用X射线衍射仪对样品的结构进行了分析，并用荧光分光光度计对样品的光致发光谱进行了测量。结果表明，所有样品均在2θ=34.3°附近出现ZnO(002)衍射峰，没有发现Cu的衍射峰，在衬底温度为400℃、生长氧压为0.2Pa的条件下，样品有较好的c轴择优取向；室温下测得样品的光致发光谱中均观察到460nm(2.71eV)左右的蓝光发光带，该发光带来源于薄膜中的锌空位和锌填隙缺陷，属于深能级发射机制，并且随着氧压的升高，其发光强度增强。

采用脉冲激光沉积法（PLD）在Al2O3衬底上成功制备了Zn0.99Fe0.01O薄膜，研究了退火氧压对Zn0.99Fe0.01O薄膜的晶体结构及其激光感生电压（LIV）效应的影响。X射线衍射仪分析结果表明，Zn0.99Fe0.01O具有六角纤锌矿结构，并且是沿［001］取向近外延生长。同时随着退火氧压的增大，薄膜的晶粒尺寸先增大后减小，退火氧压为2000 Pa时薄膜晶粒尺寸最大，结晶质量最好。另外在10°倾斜的Al2O3单晶衬底上制备的Zn0.99Fe0.01O薄膜在3000 Pa的退火氧压下可以观察到最大的LIV信号，达到79.5 mV。

使用准分子脉冲激光沉积(PLD)方法在Si(100)基片上制备了高度c轴取向的MgZnO薄膜。分别使用SEM、XRD、XPS、PL谱和吸收谱表征了薄膜的形貌、结构、成分和光学性质。实验发现氧气压强对MgZnO薄膜的结构和光学性质有重要影响。当氧气压强由5 Pa增大到45 Pa时, 薄膜的PL谱紫外峰蓝移了86 meV, 表明氧气压强的增大提高了MgZnO薄膜中Mg的溶解度。在15 Pa氧气压强下制备的薄膜显示了独特、均匀的六角纳米柱状结构, 其PL谱展示了优异的发光特性, 具有比其他制备条件下超强的紫外发射和微弱的可见发光。500~600 nm范围内的绿光发射, 我们讨论其机理可能源于深能级中与氧相关的缺陷。使用PLD得到纳米柱状结构表明: 优化制备条件, 可望使用PLD制备ZnO纳米阵列的外延衬底; 可使用PLD技术开发基于ZnO纳米结构的高效发光器件。

通过分析ZrO2薄膜电子束沉积时氧压、衬底转动及温度对薄膜相结构、晶粒尺寸和粗糙度的影响, 对ZrO2薄膜微结构特性与抗激光诱导损伤性能的关系进行了研究.ZrO2薄膜衬底无转动沉积时晶体以四方相为主, 而转动沉积时形成具有较高激光损伤阈值的单斜相结构.薄膜晶粒尺寸和粗糙度均随氧压的升高而减小, 四方相受氧压影响变化明显高于单斜相, 氧压的继续升高使多晶形态向非晶形态逐渐转变.多晶结构的损伤阈值随着晶粒尺寸的减小而增高, 薄膜表面粗糙度随着沉积温度的升高略有增加, 且多晶结构的损伤阈值明显要高于非晶结构, ZrO2薄膜损伤阈值(E)与粗糙度(σ)基本符合关系: Eσα=β(α=1.41, β=2.25).

分别以铝、铒、镱为靶材,采用脉冲激光沉积技术(PLD),在二氧化硅/硅基底上沉积镱、铒共掺的三氧化二铝薄膜。利用原子力显微镜(AFM)、单色仪等分析手段,研究了薄膜的表面形貌、光致发光强度(PL)等性质。优化了氧分压和靶间距两个重要工艺参数。光致发光强度提高14倍,半峰宽提高了70nm。