透明导电氧化物由于具有较高的光学透射性能和良好的导电性,在液晶显示面板、太阳能电池、光电探测器等领域得到广泛应用。但目前能够制备的透明导电氧化物材料大多是n型半导体,制备p型半导体材料较为困难。本文基于化学价带修饰理论,采用磁控溅射的方法制备了p型CuFeO₂薄膜材料,研究了不同因素对薄膜结构和光电性能的影响,用水热法制备了p型CuFeO₂粉体,研究了Ca和Ni离子掺杂对CuFeO₂粉体的结构和光电化学性能的影响。利用射频磁控溅射法在石英衬底上制备出非晶Cu-Fe-O薄膜,900°C在N₂氛围下退火后可得到纯相3R-CuFeO₂薄膜。研究了薄膜在氧流量分别为0%、2%、6%、9%条件下磁控溅射制备CuFeO₂薄膜的结构和光电性能。XRD结果表明薄膜在低氧条件下出现Cu₂O杂相,拉曼光谱分析证实薄膜中氧缺陷的存在。紫外可见透射光谱测试显示随着氧流量从0%增加至9%,薄膜在可见光区域的透过率逐渐增强,沉积时间20 min时,在波长600 nm处氧流量为0%、2%、6%,9%制备的薄膜光透射率分别为8%、9%、20%、29%,同时薄膜的直接带隙从2.98 eV增加至3.09 eV。所有薄膜均与Cu电极间形成良好的欧姆接触,光照条件下有相应光电响应。Hall测试显示所有样品均呈p型导电,氧流量为9%制备薄膜具有最小的载流子浓度2.79×10¹77 cm^-3和最大载流子迁移率9.74 cm²·V^-1·s^-1,氧分压为0%制备薄膜具有最大的载流子浓度9.21×10¹99 cm^-3且有最小的载流子迁移率0.035 cm²·V^-1·s^-1。氧分压从0%变化到9%,薄膜的电阻率依次为2.0Ω·cm,0.93Ω·cm,2.6Ω·cm,2.3Ω·cm。当溅射过程中N₂流量从0%到31%变化时,制备薄膜退火后主要为3R-CuFeO₂相,当N₂流量达到21%时薄膜中出现了CuO杂相。溅射时间为2 h时,薄膜在波长为600 nm处的透过率随N₂流量逐渐增加到31%,透过率由未掺杂的0.8%增加至20%。Cu电极与薄膜之间形成良好的欧姆接触,当N₂的流量从0%到21%变化时,薄膜呈p型导电,薄膜的载流子浓度相对于未掺杂的薄膜有明显的提升,载流子迁移率相对于未掺杂薄膜有所减小,相应电阻率随着N₂流量增加从2.3Ω·cm逐渐降低至0.382Ω·cm。说明引入N₂对CuFeO₂薄膜进行掺杂能够有效增加薄膜可见光区域透过性同时提高薄膜导电性。当N₂流量达31%时,薄膜呈n型导电,说明过高含量N₂的引入可使CuFeO₂导电类型发生转变。通过水热法合成了0%、3%和6%Ca²⁺掺杂的CuFeO₂粉体,研究了Ca²⁺掺杂对CuFeO₂的结构和光电化学性能的影响。XRD图谱显示掺杂前后粉体中均存在2H和3R两种晶型,当Ca²⁺掺杂浓度达到6%时,粉体中出现了Fe₃O₄的杂相。Ca²⁺掺杂浓度从0%到6%,其直接带隙依次为3.43 eV,3.55 eV,3.53 eV,间接带隙依次为1.03 eV,1.06 eV,1.09 eV。当Ca²⁺掺杂浓度为3%时粉体相对于未掺杂样品有最大载流子浓度1.15×10¹99 cm^-3和最大平带电位0.8 V,说明3%Ca²⁺掺杂能够有效增加CuFeO₂粉体的载流子浓度从而增加其导电性。通过水热法合成了0%、3%和6%Ni²⁺掺杂的CuFeO₂粉体,研究了Ni²⁺掺杂对CuFeO₂的结构和光电化学性能的影响。XRD图谱显示当Ni²⁺浓度达到3%后,粉体中开始出现Cu₂O的杂相。对Ni²⁺掺杂浓度为3%的样品做mapping分析,表明Cu,Fe,O,Ni四种元素均存在于粉体中。Ni²⁺掺杂浓度从0%到6%,其直接带隙依次为3.43 eV,3.33 eV,3.02 eV,间接带隙依次为1.03 eV,0.82 eV,0.59 eV。随着Ni²⁺掺杂浓度的增大,平带电位和掺杂浓度均逐渐增大,电荷转移电阻逐渐减小,光电流值逐渐增大。当掺杂浓度为6%时有最大平带电位0.72 V,最大载流子浓度1.14×10¹⁹ cm^-3,说明Ni²⁺掺杂能够有效增加CuFeO₂粉体的载流子浓度从而增加其导电性。