ZnO作为第三代半导体材料,激子束缚能高,化学及热稳定性好、生长温度相对较低、原料廉价易得,是一种非常富有潜力的透明导电薄膜材料。但是本征ZnO中存在固有缺陷,结晶质量较低且导电性能较差,通常需要掺杂技术来改善。有文献记载Al、Eu元素掺杂可以提高ZnO基材料的光电性能,但是关于Al-Eu共掺ZnO相关性能的研究及其薄膜的制备技术却罕见报道。本文将模拟与实验相结合,通过第一性原理方法模拟计算了Al-Eu共掺ZnO的光电性质,再利用磁控溅射法制备了Al-Eu共掺ZnO薄膜并探索了最佳制备参数。首先,本文根据第一性原理方法,利用Materials Studio软件建立了本征ZnO、Al单掺ZnO、Eu单掺ZnO、Al-Eu共掺ZnO的超晶胞模型,并模拟计算了其电学性质(能带结构、态密度、马利肯布居、电导率)和光学性质(介电函数、吸收率、反射率、透射率)。发现Al、Eu原子的掺入使得费米能级进入导带,体系呈现出n型导电性,带隙减小。从态密度图中可以看出,Eu的4f态电子占据了费米能级处的主要量子态,Al也在导带底处贡献了3p态和3s态。相较于本征ZnO,AEZO电导率明显提高。计算了ZnO在不同掺杂体系下的原子和键的平均马利肯布居分布,Al、Eu原子的掺入提供了大量电子,且增强了成键的离子性。计算光学性质时发现,AEZO的介电函数实部和虚部的峰位均出现红移现象,吸收系数和反射系数在可见光区有所提高,透射率略低于本征ZnO。接下来,本文通过磁控溅射法在实验室制备出Al-Eu共掺ZnO薄膜,并着重探索了溅射功率、衬底温度这两个主要参数对于成膜的物相结构、表面形貌、光电性能等方面的影响,从而探索出制备AEZO薄膜的最佳工艺参数。通过XRD、SEM、霍尔测试仪、紫外可见光分度计等表征设备和手段,发现当溅射功率为80 W,衬底温度为200℃时,AEZO薄膜的XRD图谱中产生的002衍射峰的半高宽值最小,平均晶粒尺寸最大,晶粒饱满均匀,表面粗糙度较低,结晶质量达到最佳;并且薄膜的电导率达到最大,载流子浓度和霍尔迁移率也得到显著提升;在可见光区的平均透射率达到85%以上。由此可知,当溅射功率为80 w,衬底温度为200℃时制备出的薄膜的综合性能最好。本文的研究说明了Al-Eu共掺ZnO是一种非常优越的透明导电氧化物薄膜材料,为其在实际中的生产与应用打下了坚实的基础。