本论文的主要内容是在激光和等离子体特性研究的基础上进行激光和等离子体的应用探索，摸索一种新的材料制备方法—基于电子回旋共振等离子体辅助脉冲激光沉积(electroncyclotronresonanceplasmaassistedpulsedlaserdeposition，ECR-PLD)的薄膜沉积和原位掺杂。利用该方法进行了以下三种材料的制备尝试：类金刚石碳(diamondlikecarbon，DLC)薄膜、氮化镓(GaN)薄膜和掺铒氮化镓(GaN：Er)薄膜；通过材料的制备、样品的分析表征和材料制备过程的考察，探讨了其中相关的激光和等离子体的作用和薄膜生长机理；以这三种薄膜材料的制备为例，演示了所摸索的方法的适用性，也可为其它材料的制备以及激光和等离子体的其它应用提供参考。 脉冲激光沉积(pulsedlaserdeposition，PLD)是近年来发展起来的一种薄膜制备技术，已经成功地应用于多种薄膜材料的制备。电子回旋共振(electroncyclotronresonance，ECR)微波放电可以在低工作气压下产生密度高、电离度高、纯度高的等离子体，我们把这两种技术结合起来发展成新的ECR-PLD成膜方法。这种方法综合了PLD成膜和ECR微波放电等离子体的特点：基于强烈非平衡过程的脉冲激光烧蚀可以突破某些平衡热力学的限制；脉冲激光对靶烧蚀产生的粒子具有较高的动能和位能，这使得低温成膜成为可能；ECR等离子体提供大量化学活性成分，他们易于与激光烧蚀的产物反应；ECR等离子体对衬底的辐照还利于高质量膜层的形成。这一方法特别适宜于低温条件下化合物的形成和薄膜的生长。本论文以DLC薄膜、GaN薄膜和GaN：Er薄膜为具体的对象材料，通过材料的制备进行ECR-PLD这一新方法的摸索。 DLC是含有金刚石结构的非晶碳膜，有许多与金刚石相似的性能，如硬度高、化学性质稳定、热导率高和带隙宽、击穿电压高等，因此可以广泛地用作其它材料的保护层。PLD是一种常用的制备DLC薄膜的方法。本论文改进了这一方法，采用石墨(Graphite)作为靶材料，在非化学活性的ECR氩等离子体环境中激光烧蚀石墨靶、以ECR氩等离子体辅助的脉冲激光沉积方法制备DLC薄膜。 我们以多晶GaAs为靶材料，在活性的ECR氮等离子体环境中激光烧蚀GaAs、用ECR氮等离子体辅助的脉冲激光沉积方法在低温条件下合成制备了GaN薄膜。这部分的工作为III-N化合物薄膜的合成制备摸索了一种新的途径，也是把活性的ECR等离子体作为辅助源的反应脉冲激光沉积(reactivepulsedlaserdepositin．RPLD)的一个尝试。对气体实施ECR微波放电除了为化合物薄膜的合成制备提供高度活性的化学气相环境外，低能活性氮等离子体对衬底和生长中的膜层表面的轰击还可以促进化合物的形成和膜层生长。 稀土掺杂的Ⅲ-Ⅴ族半导体化合物由于在可见波段的独特的发光的性能，使得它在光发射及光显示领域的可能应用引起学术界的关注。从材料制备上看，目前较多的尝试是采用稀土注入和薄膜生长过程中的原位掺杂，包括液相外延、分子束外延和金属有机化学气相沉积。尽管它们都有独到之处，但前者主要还存在容易造成基质材料的损伤和注入不均匀的问题，后者则往往不易提高掺杂浓度。我们采用ECR等离子体辅助的双激光双靶共烧蚀方法进行基质膜层的沉积和稀土元素的原位掺杂，可以保障掺杂的均匀性，并能有效控制样品的掺杂浓度和均匀性。这方面的工作是在成功制备GaN薄膜基础上进行的，在用ECR氮等离子体辅助脉冲激光沉积GaN基质膜的同时，另一脉冲激光烧蚀Er靶实现对GaN的Er原位掺杂，还可以通过改变两激光束的重复频率比方便地控制掺杂浓度。 本论文通过三种薄膜材料的制备，探索了一种将激光和ECR等离子体结合起来在材料制备上的新应用，同时也显示所摸索的方法除了具有上面所述的特点外，还具有组合灵活、参数改变方便等特点，因而经过发展和完善可以广泛适用于多种薄膜材料的制备。