纳米半导体氧化物凭借着独特的光学特性、电学特性、化学稳定性和低成本制备等特点,已经被广泛地应用到通信、制造和运输等各个领域。毫无疑问,作为氧化物的基本组成,氧的价态、存在位置及其导致的晶体缺陷会对结构属性及相应的性能表现产生至关重要的影响。而且,对于氧化物而言,阴阳离子掺杂、表面修饰与改性、晶体择优取向调控及晶型优化等进一步更多元、更复杂体系的建立,也需要对氧的作用有着更深入、准确的理解。因此,有必要系统性和理论性地研究氧化物结构内最本征、有效和素化的氧作用机制。基于此,本文选用两组元O-In、三组元O-Sn-F和四组元Zn-O-F-Sn三种氧化物体系作为基本研究对象,调控非平衡的动态溅射工艺及平衡的准静态退火工艺中氧的作用机制,分别得到具有不同氧行为的In2O3、Sn O2:F和Zn Sn O3:F薄膜,采用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、光致发光光谱仪、紫外-可见分光光度计、润湿角测试系统、扫描电子显微镜、原子力显微镜、霍尔效应仪和电化学工作站等对薄膜的物相结构、表面形貌、能带结构和光电特性进行表征,探讨氧化物结构中的氧行为及其影响下的氧-氟相互作用,结果如下:（1）控氧制备和控氧退火都改善了In2O3薄膜的晶格有序度和完整度,使其电阻率和透光率提高;等离子体制备过程中氧以高活性非平衡方式注入晶格,而退火时氧以低活性平衡态扩散的方式进入晶格;不同的氧作用机制使得退火态薄膜比制备态薄膜具有更少的结构缺陷、更高的氧空位浓度和更佳的透光导电性。（2）在溅射过程中,随着掺杂量增加到10 at%,当氧势压制氟势时,F原子的优先占据顺序依次为:[Sn O6]2-八面体链的共棱氧＞氧空位＞偏析,导致载流子浓度从～1015 cm-3增至～1017 cm-3;当氧被氟压制,氟势成为主导时,更多的F原子会以固溶方式引入Sn O2晶格取代[Sn O6]2-八面体链中共棱位置的O原子,导致载流子浓度从～1016 cm-3大幅升高至～1019 cm-3;继续减弱氧势可进一步释放氟的作用,仅2.5 at%的掺F量就能使载流子浓度从～1016 cm-3增至～1018 cm-3,经后续的低氧势退火处理可继续增至～1021 cm-3。据此,在生产过程中,可通过降低溅射及退火氧分压促进Sn O2薄膜中F的有效掺杂。（3）对于Zn-O-F-Sn四元体系,在有氧溅射条件下,倾向于生成双相Sn O2/Zn2Sn O4复合结构,在无氧溅射条件下,更利于形成单相钙钛矿型Zn Sn O3结构;更多的F原子能够进入Zn Sn O3晶格,使其即便在较强氧势下也能形成并稳定存在,进而展现出迁移率从～10-1 cm~2/V·s至～10~2 cm~2/V·s的大幅提升,并伴随着＞1017cm-3的载流子浓度;相反,F原子未能有效进入双相Sn O2/Zn2Sn O4复合结构,仅使载流子浓度从～1015cm-3微增至～1016cm-3,同时迁移率由～10~2 cm~2/V·s降至～10~1 cm~2/V·s。（4）拥有钙钛矿结构的单相Zn Sn O3薄膜凭借着独特的Sn4+空位作为活性吸附位点,对H2有着更快的响应回复/速度,并且匹配较低的载流子浓度～1017cm-3可以得到较大气敏响应值;而以晶格氧作为吸附位点的双相Sn O2/Zn2Sn O4复合薄膜,虽然对H2的响应/回复速度较慢,但由于合适的载流子浓度～1015 cm-3,体现出更大的响应值。