中文摘要：

在载能活性源辅助的反应脉冲激光沉积和原位掺杂的机理研究的基础上，制备镓元素和氮元素分别掺杂和共掺杂的ZnO薄膜，并尝试以成键二元素Nx－Ga对ZnO进行氮镓原位共掺杂制备p型ZnO薄膜；通过考察杂质和杂质源的种类、杂质源的激活方法和能量等对掺杂效果和样品电学和光学等特性的影响，以及后处理的作用，摸索制备低阻抗的p型ZnO薄膜的有效方法，并在成功制备材料的基础上，进行应用尝试。 ZnO属于宽禁带直接带隙半导体，与GaN具有类似的结构，还具有优于GaN的一些优点，非常有望应用于紫外光探测器、发光器件、激光器等的制作。但目前p型ZnO材料的制备难度较大，研究相对滞后，制约了基于ZnO材料的光子学和光电子器件的研制。掺杂机理研究、有效掺杂方法的探索和实用的P型ZnO材料的成功制备，必将推动ZnO这一很有前景的材料在光子学和光电子学领域的应用，同时增进对宽禁带半导体掺杂机理的了解。

结论摘要：

以ZnO薄膜和掺杂ZnO薄膜的合成制备为具体对象，开展了基于载能活性源辅助反应脉冲激光沉积的薄膜合成沉积和杂质原位掺入的机理研究。PLA锌等离子体和ECR氧等离子体之间存在明显的相互作用，直接影响气相前驱物的产生和膜层的形成；等离子体束流对沉积过程中的膜层的作用进一步引发和增强表面反应，促进成核和膜层生长；由脉冲激光烧蚀或ECR微波放电所形成的载能、活性气相杂质对沉积生长过程中的基质膜层的作用使得在原位掺杂的同时还兼有类似于注入的效果。在成膜和掺杂过程机理研究的基础上，开展了ZnO薄膜掺杂行为和导电特性研究。尝试以多种杂质对ZnO实施掺杂，制备了N、As等元素分别掺杂的ZnO薄膜，进行了Ga-N共掺和Al-N共掺的ZnO薄膜制备，得到了部分具有p型导电特性的ZnO样品。通过多种手段表征测量了样品的结构、光学性质和电学性质，考察了杂质种类和浓度、杂质源的形态、活性载能气相杂质的能量和激活方法等对掺杂效果和样品电学和光学等特性的影响，还考察了样品后处理的作用。