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透明导电氧化物(TCO)薄膜的p型掺杂是目前半导体材料领域研究热点之一,光电性能良好的p型TCO薄膜的缺乏是透明电子器件难以制备的主要问题。SnO2薄膜是最早使用也是非常重要的一种透明导电材料,而Sb2O5薄膜则是一种潜在的宽禁带透明导电氧化物材料,如果能制备出光电性能良好的p型SnO2或p型Sb2O5薄膜,将为透明导电氧化物的p型掺杂开启一个新的研究方向,对透明电子器件的制备具有重要的意义。p型TCO薄膜的光电性能直接受材料本身的本征缺陷及掺杂元素的影响,只有从电子层次去了解本征缺陷及掺杂元素对TCO材料电子结构及电学性能的影响,才能为实验提供最佳掺杂元素及实验条件,最终获得光电性能良好的p型TCO薄膜。基于此,我们用第一原理方法研究了本征缺陷及掺杂元素对SnO2及Sb2O5电子结构及电学性能的影响。计算结果表明氧空位缺陷是本征SnO2呈n型导电的主要原因,是影响SnO2的p型掺杂效果的主要因素。在Al、Ga及In这三种杂质中,In在SnO2中能够形成最浅的受主能级,产生最高的空穴浓度。高含量的替代In在SnO2中将诱发较大的晶格畸变,这将降低掺铟SnO2薄膜的空穴迁移率,通过在SnO2中共掺铟镓能够克服单掺铟在SnO2中诱发的晶格畸变并提高空穴迁移率,最终提高p型SnO2的导电率。在上述理论基础上,我们用喷雾热解法首先制备出了光电性能良好的p型掺铟SnO2薄膜,其最高空穴浓度可达3.99×1018cm-3,电导率为2.368×10-3Ω-1cm-1,实验中也发现掺铟SnO2薄膜有低的空穴迁移率。我们制备的铟镓共掺SnO2薄膜的确能够克服晶格畸变并提高空穴迁移率,最终获得比单掺铟具有更高电导率的p型SnO2薄膜,其最高电导率可达5.952Ω-1cm-1。此外我们对Sb2O5的第一原理计算结果表明,锑间隙缺陷是导致本征Sb2O5呈n型导电的主要原因。在Si、Ge及Sn这三种杂质中,Ge和Sn在Sb2O5中均能够形成有效的受主能级,产生较高的空穴浓度。在上述理论基础上,我们用磁控溅射法制备出了光电性能良好的p型掺锡Sb2O5薄膜,其电导率可达5.392Ω-1cm-1。