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透明导电氧化物(TCO)薄膜因具有优异的光电特性而被应用在各种光电器件中,如平面液晶显示器、太阳能电池、发光二极管等。随着TCO薄膜制备方法的不断改进、成熟以及聚合物基TCO薄膜的开发,TCO薄膜将具有更广阔的应用发展空间。ZnO是一种直接带隙宽禁带Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料,其室温常压稳定相的晶体结构为六角纤锌矿结构,室温下禁带宽度约为3.37eV,激子束缚能高达60meV。作为一种本征n型的半导体材料,ZnO通过施主掺杂(如Al、Ga、Zr等),便可以获得较高的电子浓度,较低的电阻率,而在可见光区域仍能保持较高的透射率。而且相比较ITO等其它TCO材料,ZnO主要有以下几点优势：资源丰富,价格低廉,无毒对环境友好,热稳定性好,易于生长加工。ZnO和掺杂ZnO材料也被广泛应用在紫外探测器、发光器件、太阳能电池、压电传感器、薄膜光波导和透明导电薄膜等多个领域。特别是ZnO基透明导电薄膜的研究,近几年更是引起了广泛关注。本论文的主要研究内容和结果如下：1)概述了透明导电氧化物薄膜的发展历程以及应用领域,并对制备方法作了一定的介绍,并着重介绍了脉冲激光沉积技术和一系列测试手段及分析方法。此外,还介绍了相关实验仪器设备。2)以高纯ZnO、Ga2O3粉体为原料,采用常压固相烧结法,通过优化烧结工艺,制备出平整、组织均匀、致密的ZnO:Ga靶材。研究了ZnO:Ga靶材的成型压力与靶材表面形貌、电阻率之间的关系以及电阻率随着烧结温度变化关系。结果表明：成型压力为3MPa时,SEM图像显示样品缺陷最少；在1200℃时靶材电阻率取得最小值1.24×10-3Ω·cm。3)采用PLD法制备了ZnO:Ga透明导电薄膜,研究了不同衬底温度对薄膜综合性能的影响。实验结果表明：衬底温度从250℃～650℃变化时,(002)衍射峰明显增高；衬底温度为450℃时所沉积的薄膜性能最好,其电阻率最低为8.56x10-4Ω·cm,载流子浓度和迁移率最高分别为3×1020cm-3、45cmV-1s-1;可见光平均透过率在87%以上。研究了氧分压对制备ZnO:Ga薄膜的晶体结构、电学和光学性能的影响。实验结果表明：所沉积的薄膜均为具有c轴(002)择优取向的六角多晶结构,氧分压的大小对薄膜的晶粒尺寸有较大影响,在氧分压为0.5Pa时沉积的ZnO:Ga薄膜半高宽最小,晶粒尺寸最大。所制备的薄膜具有优良的光学性能,氧分压对薄膜可见光的透光率影响不是很大,薄膜平均透光率高于90%。薄膜的电阻率随着氧分压的增大先减小后增大,最低电阻率可达3.73×10-4Ω·cm.为了使薄膜性能得到更大的提高,我们对衬底温度为450℃、氧分压为0.5Pa时制备的薄膜进行退火处理,研究了退火温度对薄膜结构以及光电性能的影响。实验结果表明：当退火温度从300℃升高到600℃的过程中,薄膜c轴(002)择优取向更加明显,薄膜半高宽进一步缩小,结晶度进一步提高,薄膜表面更加平整、致密。退火温度为500℃时所沉积的薄膜性能最好,其电阻率最低为1.62×10-4Ω·cm,载流子浓度和迁移率最高分别为8.52×1020cm-3、55cm2V-1S-1;可见光平均透过率达到90%,薄膜禁带宽度最大可达3.77eV。4)采用PLD法制备了In-Nb共掺ZnO透明导电薄膜,研究了不同衬底温度对薄膜综合性能的影响。实验结果表明：所制备的薄膜具有明显的c轴择优取向,衬底温度从100℃～500℃变化时,(002)衍射峰明显增高；衬底温度为300℃时所沉积的薄膜性能最好,其电阻率最低为5.07×10-4Ω·cm,载流子浓度和迁移率最高分别为6.12×1020cm-3、13cm2V-1s-1;可见光平均透过率最高可达92%以上。