作为首个被发现的p型半导体，铜铁矿型CuAlO₂薄膜材料在国内外都得到了良好的发展。由于大多数透明导电氧化物薄膜都是在太阳光谱的可见光学范围内透明，对红外光有很强的反射性。但p型的CuAlO₂薄膜则由于较宽的带宽在中红外区域内具有较高的透过率，这就使得在中红外波段对p型CuAlO₂薄膜的研究更有意义。而且由于p型半导体薄膜与n型半导体薄膜的导电性能相比相差很大，不利于应用，所以改善CuAlO₂薄膜的导电性也尤为重要。本文研究了使用不同方式制备CuAlO₂薄膜的晶体结构与光学、电学性能之间的差别。并着重研究了使用溶胶凝胶法制备Ca²⁺、Fe³⁺、Ti⁴⁺离子掺杂对CuAlO₂薄膜性能的改善。实验结果表明，采用RF磁控溅射法制备与溶胶凝胶法在不同温度下制备的CuAlO₂薄膜相比较，磁控溅射法的结晶取向相对单一，结晶性能较好。磁控溅射与溶胶凝胶法制备的时候薄膜在中红外区域的透过率均高达75%⁹0%，但是总体的透过率还是溶胶凝胶法制备的CuAlO₂薄膜的透过率较低，这是由于溶胶凝胶法制备的薄膜表面平整度整体比磁控溅射法低，表面散射较大。磁控溅射法制备薄膜的方块电阻最低时为在1000℃时的5.4KΩ/□，溶胶凝胶法制备薄膜的最低方块电阻为在1000℃时的10.1KΩ/□。磁控溅射法制备的薄膜由于取向单一、晶界散射较小,所以导电性较好。溶胶凝胶法相对而言薄膜表面比较粗糙。由于溶胶凝胶法制备薄膜存在成本低、实验方式简单、易于控制掺杂比率等优点。所以本文中的实验选择使用溶胶凝胶法进行杂质离子掺杂，本文选择三种不用价态的离子元素。研究CuAlO₂薄膜性能改善主要研究其导电性与中红外区域的透过率，重在提高薄膜的导电性。掺杂实验基于上一实验结论，掺杂实验选择950℃下进行退火。掺杂铜铝氧薄膜的铜铁矿型结构没有被掺杂所破坏，只是铜铝氧峰位随着掺杂浓度的增加而不断左移，这是由于掺杂的Ca²⁺、Fe³⁺、Ti⁴⁺离子取代了Al位所造成的。随着杂质掺杂量的不断增加，在中红外区域的平均透过率逐渐降低。但是Fe³⁺掺杂的透过率降低的最为明显，而Ca²⁺离子的中红外透过率整体比Ti⁴⁺要低。未掺杂时候的薄膜的方块电阻为10.1KΩ/□。随着掺杂含量的升高，薄膜的方块电阻均是先降低后升高的。尤其是当掺杂5%Fe³⁺的时候方块电阻更是下降到了3.5KΩ/□。而薄膜在中红外波段的透过率并没有很大程度上的降低。这说明掺杂Fe³⁺离子能够得到比较良好的导电率与透过率，而且没有改变薄膜的铜铁矿型结构。说明掺杂Fe³⁺离子的时候能得到比较符合我们需要的薄膜特性。