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作为第三代半导体的核心基础材料，ZnO具有非常优越的光电性能，其室温禁带宽度为3.37eV，自由激子结合能为60meV，已成为继GaN(自由激子结合能为25meV)之后又一重要的宽禁带半导体材料，在低阈值、高效率的短波长光电子器件领域有着极为广阔的应用前景。其中，ZnO基紫外探测器有重大潜在应用价值，如火焰传感器、污染监测仪等。本论文利用射频等离子辅助分子束外延法和微纳加工技术系统地研究了ZnO、MgZnO单晶薄膜的外延生长以及不同结构紫外探测器的设计与制备。
利用原子力显微术研究了在ZnO非极性面(1120)上的同质外延生长过程，通过高温生长法抑制了薄膜表面沿c方向的各向异性生长形貌，获得了粗糙度仅为0.5nm的薄膜，达到了进一步制备量子阱结构器件的要求；发明了一种活性气体环境中实时监测金属源束流变化的装置和方法，并用于生长高Mg组分MgZnO合金薄膜，获得了禁带宽度为4.55eV的M90.ss2no.450合金薄膜，并进一步制备了日盲紫外探测器。
在研究Ag/ZnO Schottky紫外探测器的过程中发现，Ag在ZnO(0001)上为岛状生长模式，室温下很难获得小厚度的Ag连续薄膜，而低温有利于抑制岛边缘Ag原子的上爬(upstep)运动从而加速岛的侧向生长，使岛在更小的厚度下连接成膜，这有利于获得透过率更高的Schottky接触金属电极；研究了SiO2保护层对MSM型紫外探测器光响应性能稳定性的作用以及大气下退火对器件光响应性能造成的影响。
使用MBE方法和微加工技术，在Si(111)衬底上设计并成功制备出p-Si/i-MgO/n-ZnO异质结可见盲紫外探测器。器件具有较高的整流比和较小的暗电流，在反向偏压下，截止波长约为380nm，基本实现了对可见光响应的抑制，能够在可见光环境中对紫外光进行探测。系统地研究了Mg0层在抑制可见光响应中的关键作用，并提出了进一步优化器件性能的方向，为下一步的研究打下基础。
对不同Mg组分MgZnO合金薄膜基紫外探测器进行了初步探索，获得了不同Mg组分器件对应不同截止波长的光响应谱，发现了Mg的掺杂有利于抑制ZnO的持续光电导效应，而且高Mg组分MgZnO基器件具有更短的光响应时间，适合制备高响应速度器件。