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复掺杂与高温退火对ZnO薄膜的结构和光学性质的影响研究的综述报告
概述
氧化锌（ZnO）薄膜是一种常见的氧化物，应用广泛，其中，复掺杂和高温退火在其结构和光学性质上都有不同的影响。本文对复掺杂和高温退火对ZnO薄膜结构和光学性质的影响进行了综述。
复掺杂
介绍
ZnO薄膜的复掺杂通常是指使用两种或两种以上的杂质掺入ZnO晶格中，以期改善其光电性能，其中，氮、锗和稀土元素等都常用于掺杂。ZnO薄膜的复掺杂可以通过化学气相沉积、磁控溅射等方法实现。
结构和光学性质的影响
复掺杂可以改变ZnO薄膜的晶体结构和光学性质。在复掺杂氮和锗的ZnO薄膜中，氮主要掺入ZnO晶格中的氧空位，形成了氮氧空位复合体，并导致大量的氮和氧原子缺陷。这种氮和氧原子缺陷能够降低ZnO薄膜的电阻率，并显著地改善光电性能。随着氮和锗掺杂浓度的增加，该薄膜的透过率和荧光峰强度均有所提高。
在ZnO薄膜中掺入稀土元素，如镧、铈和钆等，可以显著地改善其光电性能。稀土元素可以被掺入ZnO晶格或其表面上的氧空位中，形成相应的稀土掺杂物和氧空位掺杂物。这些掺杂物的产生会引起ZnO薄膜的能带结构发生变化，并增强其荧光强度。当稀土元素的浓度达到一定程度时，会发生自激增强效应，荧光峰强度会进一步增强。
高温退火
介绍
高温退火是指将ZnO薄膜加热到较高的温度，以改善其结构和光学性质。高温退火可以通过热处理、快速热退火等方法实现。
结构和光学性质的影响
高温退火可以显著地影响ZnO薄膜的结构和光学性质。在ZnO薄膜的高温退火过程中，主要通过氧化还原反应和晶格缺陷结构的调整实现对其结构和光学性质的影响。
对ZnO薄膜进行高温退火会增强其结晶度，并改善其表面形貌。这种改善可以通过减小晶界、晶格缺陷和晶粒大小来实现。高温退火还可以提高ZnO薄膜的光电转换效率，主要是通过扩大其能带宽度，提高其导电性和载流子迁移率来实现的。此外，高温退火还可以提高荧光强度，并增强对紫外光的响应。
结论
复掺杂和高温退火是两种常用的方法，可以显著地改善ZnO薄膜的结构和光学性质。前者主要是通过引入新的杂质元素来实现改善，后者则是通过物理处理来实现改善。因此，选择合适的复掺杂条件和高温退火条件，以及优化两种方法的综合效应，对于实现优良的ZnO薄膜结构和光学性质具有重要意义。