中文摘要：

深紫外透明导电膜属于透明导电膜的前沿领域，可用于紫外光电器件的透明电极，有广泛的应用前景。近年来有关于深紫外透明导电膜实验工作的少数报道，但未见Ga2O3基多层交替结构深紫外透明导电膜的报道。本项目采用磁控溅射技术和基片旋转方法相结合制备Ga2O3/ITO多层交替结构和Ga2O3/ZnN多层交替结构，然后外退火形成界面扩散。实验研究溅射工艺参数、多层膜的单层厚度和层数、退火温度和退火气氛对多层膜的结构、光学性能和电学性能的影响。研究ITO的扩散形成的Sn掺杂Ga2O3-In2O3薄膜系统的n型掺杂及其可控技术，探讨n型掺杂机理和载流子输运机理。研究ZnN的扩散形成的Zn-N共掺杂Ga2O3薄膜P型掺杂及其可控技术,研究Zn-N共掺杂机制,揭示载流子的掺杂浓度和输运特性与退火气氛的依赖关系。研制性能良好的深紫外透明导电膜，为研究发展深紫外光电器件奠定基础。

结论摘要：

深紫外透明导电膜是一种潜在的紫外光电器件的电极材料。用磁控溅射方法在石英基底上制备了Ga2O3/ITO双层膜和多层交替结构薄膜，研究了薄膜工艺参数对多层膜的光学和电学性能的影响。ITO层控制Ga2O3/ITO膜的面电阻，影响Ga2O3/ITO膜的紫外透过率；Ga2O3层厚度调控Ga2O3/ITO膜的紫外区域的光谱形状。在基底温度250？C制备的Ga2O3/ITO膜中，Ga2O3(50nm)/ITO(21.9nm)膜在350nm透过率89%，在300nm透过率77.7%，在280nm透过率60.2%，面电阻234.2Ω/sq.。用退火处理Ga2O3/ITO多层交替结构薄膜制备Sn掺杂Ga2O3-In2O3薄膜，研究n型掺杂机理和载流子输运机理。随退火温度升高，透过率曲线蓝移，600？C后电阻急剧变大。表明600？C退火形成Sn掺杂Ga2O3-In2O3薄膜系统。制备Ga2O3/Zn3N4多层交替结构薄膜，800℃退火Ga2O3/Zn3N2多层膜界面扩散形成Zn-N共掺杂Ga2O3薄膜。用第一性原理研究Sn掺杂β-Ga2O3、Zn掺杂β-Ga2O3、N掺杂β-Ga2O3和N-Zn共掺杂β-Ga2O3的电子结构和光学性能。研究结果表明Sn掺杂β-Ga2O3具有n型导电性，Sn掺杂β-Ga2O3价带顶和导电底主要由O 2p态和Sn 5s态组成；Zn掺杂β-Ga2O3在价带顶引入杂质能级，呈现P型导电性；N替位O掺杂β-Ga2O3后，在价带顶引入了与费米能级相交的受主杂质能级，意味着形成了P型半导体材料。N掺杂β-Ga2O3价带顶和导带底主要由Ga4s, 4p态和N 2p态组成；N-Zn共掺杂β-Ga2O3的形成能比N掺杂β-Ga2O3的形成能小，所以N-Zn共掺杂β-Ga2O3系统相比于N掺杂β-Ga2O3更加的稳定。在N-Zn共掺杂β-Ga2O3？中有两条浅受主杂质能级分别位于价带顶0.146 eV和0.483 eV处，这比N掺杂β-Ga2O3的受主杂质能级0.761 eV都小。N-Zn共掺杂β-Ga2O3上价带主要由Zn 4s 4p和N 2p态组成，N-Zn共掺杂β-Ga2O3导带主要由Zn 4s态和Ga 4s, 4p 态组成，N 2p态有少量贡献。