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六方纤锌矿结构的ZnO材料由于其具有独特的电学和光学性能,在压电、气体传感器、光电器件等领域有广泛的应用。本文采用Sol-gel法和RF磁控溅射法在玻璃和Si(111)衬底上沉积了ZnO薄膜,并对薄膜的结构、表面形貌、电学性能和光学性能等进行了表征。以二水合醋酸锌、乙二醇甲醚、乙醇胺、二水合氯化镁等为前驱物,在载玻片衬底上Sol-gel法制备了ZnO薄膜,系统研究了掺杂量、溶液浓度、热处理温度等对薄膜性能的影响。实验结果表明,适量Li或Mg的掺杂可促进薄膜(002)定向生长,并明显提高材料的电阻率;溶液浓度为0.45mol/L、旋涂7次、在610℃下热处理的Li/Mg共掺(Li/Zn = 0.10, Mg/Zn = 0.04)ZnO薄膜呈现极好的(002)定向性,定向指数达0.961,电阻率达6.0×107?cm。薄膜从光致发光研究表明, Li掺杂ZnO薄膜在PL谱上出现了403nm的发光峰,同时ZnO的带边发射(NBE)峰(371nm)消失,而Mg掺杂后不改变NBE峰的位置。随Li和/或Mg掺杂浓度的升高,ZnO薄膜材料的深能级发光峰(DLE)变弱。首次采用高RF磁控溅射功率(550W)制备了(100)择优取向的ZnO,其定向指数可达0.752,而在较低的功率(200～380W)下溅射,薄膜呈现很好的(101)取向,定向指数达0.799;基片加热至250℃、溅射功率200W时,制备的ZnO薄膜则表现为(002)择优取向性,定向指数为0.742。从原子堆积方式的角度提出了不同择优取向薄膜的生长机理。对三种择优取向薄膜的晶格常数的测试结果表明,(002)取向的晶胞较小,而(101)取向的薄膜晶胞最大。(100)取向薄膜的PL谱以Li的杂质能级峰(399nm)为主,(002)取向的薄膜以Zni缺陷的能级峰(420nm)为主,而(101)取向薄膜主要为带边发射(384nm);薄膜的电阻率随溅射功率的增加而增大;薄膜的表面形貌表明,(100)取向的薄膜与其它取向薄膜相比晶粒更加细密。作为对比,实验还在Si(111)衬底上磁控溅射了ZnO薄膜,结果表明,RF功率在200～550W范围内均可获得(002)定向性极好薄膜,而在100W功率下,薄膜呈现(101)择优取向。