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氧化锌(ZnO)是一种独特的宽禁带半导体材料。ZnO具有高达60meV的激子结合能,300K下的Eg=3.37eV。由于ZnO具有多种优异的特性,使其在压电器件、发光器件、激光器、紫外探测器等领域具有广阔的应用前景。其中,在ZnO薄膜中掺杂可以提高其光致发光的特性,而双掺杂已经成为现阶段的研究热点。采用溶胶-凝胶工艺来制备ZnO薄膜、MgxZn1-xO薄膜(x=0.18、0.20、0.22)和NayMg0.2Zn0.8-yO 薄膜(y=0.01、0.02、0.03、0.04、0.05),首先对薄膜样品进行 SEM和XRD的表征,研究Na+、Mg2+的掺杂浓度和350℃～500℃范围内的退火温度对薄膜的表面形貌及结构的影响。结果表明,Mg0.20Zn0.800薄膜晶粒分布均匀,在(002)晶面的衍射峰强比ZnO薄膜提高79.93%;Na0.02Mg0.2Zn0.780薄膜晶粒均匀致密,c轴择优取向生长,衍射峰强比Mg0.20Zn0.80O薄膜提高288.28%;退火温度T=450℃时,Na0.02Mg0.2Zn0.78O薄膜表面更加光滑,衍射峰强比未退火时提高48.25%。然后对 ZnO 薄膜、MgxZn1-xO 薄膜(x=0.18、0.20、0.22)和 NayMg0.2Zn0.8-yO 薄膜(y=0.01～0.05)进行透射图谱和光致发光谱的测试,研究Na+、Mg2+的掺杂浓度和350℃～500℃范围内的退火温度对薄膜的禁带宽度及光致发光谱的影响。结果表明,Mg0.20Zn0.80O薄膜的Eg=3.59eV,发光强度比ZnO薄膜提高26.89%,发光中心从379nm蓝移至 377nm;Na0.02Mg0.2Zn0.78O 薄膜的 Eg=4.19eV,发光强度比 Mg0.20Zn0.80O 薄膜提高142.57%,发光中心蓝移至370nm;退火温度T=450℃时,Na0.02Mg0.2Zn0.780薄膜的Eg=4.57eV,对紫外光的吸收能力最强,发光强度比未退火时提高134.28%,发光中心蓝移至359nm。