选用纳米球刻蚀技术在蓝宝石(Al₂O₃)基底上制备350 nm 聚苯乙烯(PS)微球密排掩模版,然后采用反应射频磁控溅射方法分别在PS/Al₂O₃和Al₂O₃基底上沉积氧化锌(ZnO)薄膜,去除掩模版的PS微球后,对经退火处理的两种样品进行X射线衍射分析、扫描电子显微镜观察和荧光光谱测试。结果表明,在PS/Al₂O₃上生长的ZnO薄膜(样品1)的晶粒呈明显的蠕虫状,而直接在Al₂O₃基底上生长的ZnO薄膜(样品2)表面晶粒为不完全六棱台形状。样品2的结晶性能优于样品1,但是在362 nm附近样品1的近带边缘荧光发射峰强度比样品2的发射峰强43倍。

介绍了一种基于多脉冲模式的皮秒激光脉冲沉积方法，采用该方法在玻璃基底和单晶硅基底上沉积了透明导电氧化锌(ZnO)薄膜，使用光谱椭偏仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、分光光度计和四探针测试仪分析了激光的不同脉冲串模式对ZnO薄膜厚度、粗糙度、表面形貌、晶体结构、光学性能以及电学性能的影响。结果表明：沉积速率随着子脉冲串数量的增加而减小；随着子脉冲串数量的增加，薄膜表面粗糙度减小，颗粒尺寸减小，薄膜变得更加致密光滑；所有样品均呈现多晶结构；ZnO薄膜的透过率在可见光区域内高于92.95%，且禁带宽度在3.317～3.427 eV范围内；薄膜电阻率随着子脉冲数量的增加而减小。相比于单脉冲，利用多脉冲沉积产生的薄膜具有更高的表面质量、更好的光学性能和更低的电阻率。

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。

研究了退火温度对原子层沉积(ALD)生长的铝掺杂氧化锌(AZO)薄膜光电性能的影响,结果发现:AZO薄膜在600 ℃退火后,X射线衍射峰的半峰全宽从未退火时的0.609°减小到0.454°,晶体质量得到提升;600 ℃退火后,薄膜的表面粗糙度从未退火时的0.841 nm降低至0.738 nm;400 ℃退火后,薄膜的载流子浓度和迁移率均达到最大值,分别为1.9×10 ¹⁹ cm ^-3和4.2 cm ²·V ^-1·s ^-1,之后随着退火温度进一步升高,载流子浓度和迁移率降低;退火温度由300 ℃升高到600 ℃过程中薄膜的吸收边先蓝移后红移。

采用射频磁控溅射方法在蛋白质基底上成功地制备了ZnO薄膜, 研究了不同靶基距、氩氧比和溅射功率条件对ZnO薄膜性质的影响。结果表明, 较小的靶基距有助于ZnO薄膜的c轴择优取向生长。我们还发现, 沉积于玉米蛋白质基底的ZnO薄膜存在不同程度的张应力, 当Ar/(Ar+O2)为0.7时, ZnO薄膜内的张应力最小。ZnO近带边发光峰有不同程度的红移, 我们认为, 这是由于晶界势垒和氧空位Vo造成的。随着溅射功率的增大, 薄膜生长速率显著加快, 晶粒尺寸增大, ZnO的近带边发光峰位逐渐趋向于理论值。

ZnO发光二极管（LEDs）在照明应用方面有着巨大的潜力。 需要解决的主要问题是光的产生和对辐射的控制, 这个问题来自LED波长的变化和组合。 发现缺陷发光的ZnO有着各种波长范围, 适合LED在白光产生方面的应用。 同时展示了在实验和理论上可以用于ZnO系统的缺陷辐射。 这种类型的缺陷相较于传统的掺杂材料和其他材料, 其优点在于不需要广泛和昂贵的生产系统。 不仅提出了ZnO薄膜在白色平面LED光源本征缺陷发光的潜在应用, 同时也利用一些方法一个特定的中心位置和ZnO薄膜在初期发射谱带的宽分布来控制缺陷的产生。 根据不同的制备方法和特定的实验条件, 不同的白色, 如稍白色和青白色等原本的和重要的颜色-蓝光波段(455, 458 nm), 绿光波段(517, 548 nm), 红光波段(613, 569 nm)分别被获得。 从而说明了这是一种制作白光LED更好的办法-利用ZnO材料。 在对ZnO薄膜电学性质的调查研究中, 通过薄膜表面的额电子插入和正离子的湮灭已经证明了的观点, 随着质子的植入、 正离子的湮没、 电子的插入和ZnO表面的电学性质的研究, 表述结果被进一步的证实。 研究人员对单晶ZnO的已经有了一定的研究, PL质子植入ZnO以后呈现橘红色, 并且在700 ℃退火后仍然存在, 清楚的可以看出PL缺陷的存在。 在植入粒子方面最近的文章也有报道, 例如在ZnO缺陷表层中注入离子和电子来改变PL性能。 VZn也发现了氧化锌薄膜的主要缺陷之一是正电子湮没, 同样的, Vlasenko和Watkins也发现了氧化锌表面由于电子辐射产生的缺陷。 导致绿色透光率的减少, 增加PL致600～700 nm。 之后分析和解释ZnO薄膜电阻率的缺陷。 由霍尔系数的迹象表明ZnO表现为N型传导, 这样做的原因是因为把VO和Zn原子联系在一起, 使Zn具有较低的电阻率。 试验中氧气退货可以增加ZnO的电阻率, 其电阻率的增加是由于VO的减少。 另外, 在200 ℃条件下准备的样品导电率很低, 说明了VO的作用很大。 退火氧化锌薄膜电导率下降表明, 看到了主要的缺陷。

采用原子层沉积技术(ALD), 以二乙基锌和水为前驱体, 在衬底温度分别为110和190 ℃的条件下制备了致密的氧化锌纳米薄膜。 采用X射线光电子能谱, 荧光光谱和椭偏仪等表征手段对薄膜的成分和光学性质进行了研究。 结果表明, 随着沉积温度的增加, 氧化锌薄膜内—OH含量降低, 说明氧化锌薄膜生长过程中的化学反应更加完全; 另外, 沉积温度增加后, 薄膜在365 nm处的激子发射峰出现了明显的增强, 同时可见光区的荧光发射峰消失, 表明薄膜内的缺陷态减少。 随着成膜质量的提高, 氧化锌薄膜的电子迁移率从25提高至32 cm2·(V·S)-1。 椭偏测量的拟合结果表明, 在375～800 nm的波长范围内, 氧化锌薄膜的折射率逐渐从2.33降至1.9, 呈现出明显的色散现象; 另外, 不同温度下制备的氧化锌薄膜光学带隙均为3.27 eV左右, 这说明沉积温度对薄膜的带隙没有明显影响。

在很多研究中，退火是提高ZnO薄膜晶体质量和改善其发光性能的有效方法。研究了脉冲激光沉积法(PLD)方法制备的ZnO薄膜退火后的发光特性，发现高温下和低温下生长的ZnO薄膜具有不同的发光特性。高温下生长的样品退火后以蓝光发射为主，而低温下生长的样品退火后以绿光发射为主。这主要是由于高温和低温下生长的样品具有不同的吸氧机理，并形成了不同的晶体缺陷，例如氧空位、锌间隙、代位氧、代位锌等。研究同时表明，PLD方法在生长过程中已经吸收了足够的氧原子并形成了致密的晶体结构，退火的方法并不总是改善薄膜的晶体质量和发光特性。这一点与其他方式形成的薄膜完全不同。

采用MOCVD法在SiNx绝缘薄膜上生长了ZnO薄膜,通过X射线衍射与光致发光光谱表征了ZnO薄膜的质量。其结果是:XRD特征峰半高全宽0.176°,光致发光仅有381.1 nm的发光峰,展现了ZnO薄膜光电特性的优势。制备了底栅型ZnO 薄膜晶体管,测试表明器件具有明显的场效应特性及饱和特性。