氧化锌(ZnO)是一种具有六方纤锌矿晶体结构的宽禁带II-VI族半导体材料,由于其优良的特性,在太阳能电池、紫外探测器、声表面波器件、气敏传感器、透明电极等方面得到了广泛的应用。近年来,由于Al掺杂的ZnO薄膜(ZAO)具有与ITO薄膜相比拟的光电性能(可见光区高透射率和低电阻率),又因其价格较低以及在氢等离子体中的高稳定性等优点,已经成为替代昂贵的ITO薄膜的首选材料和当前透明导电薄膜领域的研究热点之一。本文主要采用溶胶-凝胶法制备ZnO及其Al掺杂薄膜,以醋酸锌为原料,二乙醇胺为稳定剂,异丙醇为溶剂,并采用硝酸铝来提供掺杂离子。用XRD、AFM、SEM和紫外可见、紫外荧光分光光度计等测试手段对沉积的薄膜进行了表征和分析。分析了ZnO及其掺杂薄膜的导电机制,用Van der Pauw方法对样品的电学特性进行了测量。实验结果表明,利用溶胶-凝胶法制备的ZnO及ZAO薄膜,具有较好的晶体结构和光电特性。XRD表明,制备的薄膜为多晶,退火处理能使其结晶度提高。旋涂层数增大至20层时,(002)方向的择优取向度增加。AFM和SEM表明,样品表面较平整,且晶粒较致密。薄膜的光谱分析结果表明:ZnO薄膜样品的可见光透射率平均值均在90%以上,Zn离子浓度为0.8mol/L的溶胶经旋涂并在500℃下退火1小时后可获得最高的可见光透射率,平均透射率约为94%。ZAO样品的可见光区透射率同样达到90%,随着Al掺杂浓度或退火温度的升高,薄膜光吸收边向短波方向移动。薄膜透射率与旋涂速度、Zn离子浓度以及退火温度等因素有关。薄膜的电学性能分析结果表明,ZAO薄膜的电阻率受Al掺杂浓度及退火温度的影响较大。当Al掺杂浓度为1%时有最小的电阻率。随着退火温度的升高,电阻率减小。本文还利用了磁控溅射法制备了Mn掺杂ZnO薄膜,主要对其电学及光学性能进行了研究。