由于电子薄膜材料具有高的电导率、高的光电转换效率以及可见光区高的光学透过率,使其在薄膜太阳能电池、平板显示器和汽车玻璃等领域有巨大的应用前景。现阶段,氧化锡掺杂氧化铟(ITO)薄膜是研究最为广泛的透明导电薄膜。由于氧化锡具有一定的毒性、铟储量较少且价格昂贵,这严重限制了ITO薄膜的大规模应用,故找寻性质优良且可替换ITO薄膜的材料成为科研工作者研究的热点。氧化锌掺镓(GZO)薄膜在可见光区间光学透过率高达90%、电导率高达1×104Ω-1·cm-1、光电转换效率较高。另外,GZO薄膜不仅原料丰富、价格低廉,而且无毒、化学稳定性好,故它是替代氧化铟掺杂氧化锡薄膜的理想材料。制备氧化锌掺镓薄膜的前提是获得性能优良、致密的陶瓷靶材,因此获得高质量的陶瓷靶材至关重要。目前国内GZO陶瓷的研发尙不成熟,高质量的GZO陶瓷靶材仍需进口,故确定GZO陶瓷的最佳制备工艺以服务于科研和工业生产至关重要。此外,确定最佳掺镓浓度的氧化锌陶瓷,对于材料性能的研究非常具有参考价值,但是目前这方面的报道却很少。近些年来,关于GZO类的文章发表较多,主要集中于薄膜材料,其中陶瓷类的文章发表较少,对于GZO陶瓷的性能研究相对较少。本文采用传统固相反应的烧结方法,分别从预烧条件和烧结条件两个方面研究了GaxZn1-xO体系导电陶瓷的最佳制备工艺,再在最佳制备工艺的基础上烧结一系列不同组分的氧化锌掺镓陶瓷。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、霍尔效应、光致发光谱和拉曼光谱等手段,对烧结的陶瓷分别进行了性能表征。此外,本文还研究了不同的烧结温度对Ti0.005Zn0.995O陶瓷微观结构及电学性能的影响。通过本课题的研究得到:GZO陶瓷的最佳制备工艺为预烧温度1150℃、预烧时间9h,烧结温度1325℃、烧结时间4h,镓元素的最佳掺杂含量为0.5 at%;GZO陶瓷的电阻率随温度的增加而减小,呈现半导体电导性质;氮气、氧气、氦气、氩气和真空等退火氛围,对陶瓷电学性能的改善作用不大;通过镓元素的掺杂,可以调控氧化锌的发光性能。我们在最佳工艺的基础上烧结了高致密的、电学性能优良的镓掺杂氧化锌陶瓷,这将为GZO导电陶瓷的研究开发和应用提供实验依据,并对相关领域的发展产生积极地促进作用。