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CuO-Ga2O3赝二元体系中包括了两种三元化合物。根据Cu离子的化合价态的不同,这两种化合物分别为:CuGaO2、CuGa2O4。在CuGaO2中Cu离子是正一价,在CuGa2O4中Cu离子是正二价。CuGaO2是一种透明导电的氧化物半导体,其光学带隙大约是3.1 eV。其在可见光波长范围内有着较大的透过率,通常在70%～80%范围内;在红外波长范围内有着较高的反射率,在紫外波长区域有着明显的截止特性。CuGaO2在透明导电电极、发光二极管和太阳能电池等领域有着巨大的应用潜力。CuGa2O4是一种金属氧化物半导体,是一种立方相尖晶石结构,与γ-Ga2O3的结构很相似,晶格常数也很接近。CuGa2O4也是一种宽禁带半导体,与Ga2O3的带隙相接近,同时热稳定性好于是γ-Ga2O3,有希望取代γ-Ga2O3在实际应用中的地位,在光电器件领域有着很大的应用潜力。综合CuO-Ga2O3赝二元体系中的两种物质的优秀的应用潜力和本课题组的氧化稼相关掺杂的材料的光电性能的研究方向,本论文系统的研究了 CuO-Ga2O3赝二元体系中的两种物质的相关物理特性,取得的主要成果如下:1.在空气中,不同温度下烧结了不同的比例的CuO和β-Ga2O3粉末(可以用化学式CuxCu1-xOy表示),研究了在这样的实验条件下的粉末烧结产物。实验结果表明在烧结温度为1000℃时,x=0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3和0.33的所有的粉末烧结产物中都只有CuGa2O4和β-Ga203两种物相。即不论CuO和β-Ga2O3的比例是多少,CuO只和等比例的β-Ga203反应生成CuGa2O4。这说明在空气的氛围和1000℃的实验条件下,并不能通过固态反应法得到CuGaO2。随后我们分别在800℃和1000℃的温度下,在空气中烧结了比例为1:1的CuO和β-Ga203混合粉末,实验结果表明在温度为800℃时,尽管CuO和β-Ga2O3的比例相同,但是烧结产物中还是存在少量的β-Ga2O3,即在800℃的温度下等比例的CuO和β-Ga2O3并不能完全反应。而在烧结温度为1000℃时,CuO和β-Ga2O3完全反应,烧结产物中只有CuCu2O4。即在1000℃的温度下,等比例的CuO和β-Ga2O3在空气中才能完全反应生成纯的CuGa2O4。在氮气氛围下,同样的温度下烧结的同样比例的粉末样品的反应产物和在空气中的烧结的反应产物相同,都只有CuGa2O4和Ga2O3,这说明在氮气氛围下1000℃,并不能得到 CuGa02。2.在1000℃温度下,我们研究了不同比例的CuO和β-Ga2O3粉末在空气氛围下的烧结产物。结果表明在所有样品的烧结产物中只有CuCu2O4和过量的Ga2O3,并没有出现Cu和Ga2O3的掺杂相。即使是在当x=0.05的样品的烧结产物中,Cu也没能够掺杂进入Ga2O3的晶格中,这说明了 Cu在Ga2O3中的固溶度极低,很难掺杂进入Ga2O3。3.利用在空气中1000℃的温度下烧结等比例的CuO和β-Ga203粉末得到的纯的CuGa2O4作为脉冲激光沉积的靶材,在真空环境下利用脉冲激光沉积技术研究了温度对CuGa2O4薄膜晶相,结晶质量和光学带隙的影响。结果表明,我们在(0006)面的Al2O3衬底上的得到了沿(111)晶面择优生长的立方尖晶石结构的CuGa2O4薄膜,薄膜的结晶质量随着沉积温度的逐渐升高而逐渐得到了改善,并且在沉积温度等于750℃的时候薄膜的结晶质量最好;薄膜的光学带隙则随着结晶质量的改善而逐渐变小,并且在750℃薄膜结晶质量最好的时候,薄膜的带隙也最小,为4.35 eV。