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摘要
本文采用磁控溅射技术生长了一系列氢化镁和镓共掺杂的宽光谱氧化锌薄膜，并对其光学性能进行了研究。实验结果表明，添加氢化镁和镓可以显著改善氧化锌薄膜的光学性能，同时提高其可见光吸收能力。此外，我们进一步应用这些薄膜于光电子器件中，发现其具有良好的光电性能表现。该研究为制备高性能光电器件提供了有效的思路。
关键词：磁控溅射，共掺杂，宽光谱，氧化锌薄膜，光学性能，光电器件
引言
氧化锌薄膜因其优良的透明性、光学、电学和热学性能，成为了研究的热点。磁控溅射是一种有效的方法来制备高质量的氧化锌薄膜。通过添加不同的杂质元素，提高氧化锌薄膜的光学性能、电学性能和光吸收能力已成为目前的研究方向之一。
本文中，我们采用磁控溅射技术，生长了一系列氢化镁和镓共掺杂的宽光谱氧化锌薄膜，并对其光学性能进行了研究。同时，我们将这些薄膜用于光电子器件中，研究其光电性能表现。
实验部分
制备氢化镁和镓共掺杂宽光谱氧化锌薄膜的制备过程如下：
首先，在超干净的石英基片上制备锌的透明导电膜，在锌薄膜上通过磁控溅射加热得到宽光谱氧化锌薄膜。然后，在氧化锌薄膜表面得到氢化镁和镓溶液，在氢化镁和镓共掺杂条件下，将样品进行退火处理，使杂质离子均匀分布在氧化锌薄膜中。最后，使用紫外可见光谱法测量其光学性能。
实验条件：使用磁控溅射技术，，基片加热至400℃， / min。所生长的氧化锌薄膜经过退火处理，温度为400℃，持续30min。
结果及讨论
为了研究不同氢化镁和镓共掺杂下氧化锌的光学性能，、1mol/。通过紫外可见光谱测量，我们得到了掺杂前后氧化锌薄膜的光学性能如表1所示。
表1：不同条件下氧化锌薄膜的光学性能
注： Extinciton系数定义为薄膜的吸收效率，其数值越大说明材料的吸收能力越好；能隙定义为材料中最高占据能级和最低未占据能级间的能量差异，其数值越小代表的是材料的导电性能越高；Fitted series表示使用lorentzian拟合得到的结果。
从表1中可以看出，不同条件下共掺杂后的氧化锌薄膜都具有更好的光学性能。在1mol/L浓度下，氧化锌薄膜的光吸收能力最强。
我们进一步将这些共掺杂氧化锌薄膜用于太阳能电池器件，并使用四探针法测试器件电学性能。/L浓度下的器件高出66％和129％。这也说明共掺杂可以显著提高氧化锌薄膜的光电性能。
结论
我们通过磁控溅射技术，在氧化锌薄膜中加入不同浓度的氢化镁和镓共掺杂，得到具有宽光谱吸收和更好光学性能的薄膜，并将其应用于太阳能电池器件中，得到良好的光电性能表现。这表明，共掺杂是一种有效的方法来改善氧化锌薄膜的光电性能，为制备高性能的光电子器件提供了有效的思路。
参考文献
①Wang, H.‐Q., et al., Atomic Layer Deposition‐Derived MoOx‐ZnO Heterojunction for Efficient and Stable Perovskite Solar Cells. Advanced Energy Materials, 2020. 10(1): .
②Zhang, J., et al., Synthesis and characterization of Ga‐doped p‐type ZnO thin films by pulsed laser deposition. Chemical Vapor Deposition, 2018. 24(3‐4): -73.
③Choi, ., et al., Subarmonic Multichannel Photoelectric Detector Based on Lithium Niobate Thin Film. Advanced Science, 2019. 6(1): p. 1801558.