通過脈沖激光法在石英玻璃基底上沉積了錫摻雜氧化鎘(Sn-CdO)透明導電薄膜。X射線衍射,分光光度計和霍爾效應儀檢測了薄膜的結構、光學和電學性能。結果表明Sn的摻雜提高了薄膜[111]方向的擇優(yōu)生長,而且促使了(200)晶面衍射角增大。Sn-CdO薄膜的光學禁帶寬度隨著Sn摻雜含量的增加而變寬。另外,適量的Sn摻雜可以明顯改善CdO薄膜的電學性能,比如2.9 at%Sn摻雜CdO薄膜的電阻率是未摻雜薄膜的十二分之一,載流子濃度是未摻雜的十三倍。因而光學和電學性能的改良使得Sn-CdO薄膜作為透明導電材料具有重要的應用價值。

　　透明導電氧化物(TCO) 薄膜在微電子和納米電子學領域具有重要意義，主要用于光電子器件的發(fā)展[1]。目前不同金屬氧化物材料正在被廣泛的研究，以便找到一個低成本和高性能的材料來替代現(xiàn)有的半導體(如ITO)。透明導電氧化物過去主要用作電子器件的導電電極，而現(xiàn)在通過廣泛的研究可使其應用在大部分透明有源器件中。最近，n 型透明導電氧化物(n- TCOs)，如ZnO，CdO，InO，SnO2，ITO 和p 型透明導電氧化物(p- TCOs), 如CuAlO2, SrCu2O2 等，由于它們在光電太陽能氣體傳感器和其它光電子器件等領域具有重要的應用前景[2，3]，而受到了相當多的關注。在這些TCOs 之中，氧化鎘(CdO)具有低的電阻率和高的載流子濃度，因而其在光電子器件中具有廣泛的應用前景[4]。然而，與其它TCOs 相比，CdO 薄膜的禁帶寬度較小，大大限制了其應用。

　　目前，不同實驗方法測得的CdO 薄膜的禁帶寬度在2.2 eV~2.7 eV 之間[5，6]，而且通常情況下未摻雜CdO 薄膜的電阻率很低，原因是其晶體結構里含有大量的本征氧空位和鎘間隙。為了與其它現(xiàn)有的TCOs 薄膜競爭，如寬帶隙ZnO 在不同領域的廣泛應用，CdO 薄膜的禁帶寬度應該在沒有損害它的電學特性的情況下變寬。因此，一些研究者嘗試Ti，Al 和Dy 等摻雜CdO 薄膜[7~10]。研究發(fā)現(xiàn)Ti，Al 等金屬摻雜可以使禁帶寬度提高到2.74 eV~2.84 eV，同時提高了CdO 薄膜的電導率[7~9]。但是，Dy 摻雜CdO 薄膜的禁帶寬度卻減少了20%，原因是收縮效應[10]。為了進一步增加CdO 薄膜的禁帶寬度和導電率，人們努力尋求其它合適的CdO 薄膜摻雜金屬。眾所周知，Sn4+ 的離子半徑是0.071 nm，比Cd2+ 的(0.097 nm)稍微小點，而且Sn 的電負性是1.96 Pauling，比Cd 的大些。因此，我們期待Sn4+ 離子替換Cd2+ 離子后應該能夠改良其電學性能。在本文中，我們研究不同Sn 含量摻雜對CdO 薄膜的結構、電學和光學性能的影響。

　　本文詳細研究了Sn 摻雜含量對CdO 薄膜的結構、光學和電學性質(zhì)的影響。X 射線衍射分析所有Sn- CdO 薄膜都是立方晶體結構。此外，當摻雜Sn 含量達到7.6 at%時有SnO2 相出現(xiàn)，這說明Sn元素在CdO 晶格中的最大固溶度小于7.6 at%。適量的Sn 含量摻雜(Sn 2.9 at%) CdO 薄膜具有高的載流子濃度4.53×1020 cm- 3 和低的電阻率1.59×10- 4 Ωcm。所有Sn- CdO 薄膜在紫外可見光范圍內(nèi)都具有很高的透過率，并且與未摻雜CdO 薄膜相比其禁帶寬度都得到了增加。