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第三代直接带隙宽禁带半导体氧化锌（ZnO）,因其具有大的禁带宽度（3.37 eV）,高的激子束缚能（60meV）,资源丰富,无毒无污染,而且容易被湿法刻蚀等优点,近年来受到了广泛的研究与关注。尤其是在发光二极管和紫外光电探测器等领域,ZnO被认为是非常有潜力取代GaN的新一代主体材料。然而ZnO稳定可靠的p型掺杂至今仍未实现,ZnO基发光二极管以及探测器的性能与GaN器件相比还有一定的差距。由于p型ZnO在实验制备上往往需要金属有机化学气相沉积或分子束外延等较昂贵的设备,研究门槛和成本较高,因此很多研究人员致力于ZnO异质结光电器件的研究。ZnO异质结光电器件结构多样,性能奇特,很多物理机制有待进一步探索。ZnO异质结器件的深入研究不仅能为ZnO的应用开辟新的思路,而且能够加深对ZnO材料的认识,为ZnO同质结光电器件的发展和应用铺平道路。本论文以ZnO异质结为切入点,设计并制备了多种结构的光电器件,取得了一些有趣并且有意义的研究成果:（1）利用脉冲激光沉积的方法,在n型GaN衬底生长了n-GaN/i-HfO2/n-ZnO同型异质结发光二极管,器件不仅在直流偏压下可以双色发光,在正弦交流驱动电压下依然能够工作。当把对称的交流驱动电压调制为非对称驱动信号时,器件可以实现近白光发射。HfO2在异质结中充当了电子阻挡层的作用,通过高分辨透射电子显微镜分析发现HfO2中间层为多晶,主要以单斜相存在,ZnO薄膜具有较高的结晶质量且与GaN衬底的生长取向保持一致。变换直流偏压的极性,器件的发光光谱有明显的区别。在正向偏压下,主要以GaN缺陷对应的可见发光带为主,在反向偏压下则主要以ZnO的紫外近带边发光为主。施加50Hz对称正弦交流驱动电压时,器件也有电致发光产生,且发光光谱与直流正向偏压发光光谱类似,这主要是由于正向发光的阈值电压和反向发光的阈值电压相差较大的原因。当我们把对称交流驱动信号调制为合适的非对称信号时,正反偏压下的发光光谱可以整合到一起,实现了近白光发射。这种简单通过变换驱动电压改变器件发光颜色的方法可能对单芯片多色发光二极管的发展以及白光照明显示提供一定的借鉴意义。（2）用脉冲激光沉积的方法在p-Si衬底上制备了 p-Si/HfO2/n-ZnO异质结发光二极管,发现HfO2层的插入能够有效提高p-Si/n-ZnO异质结器件的发光性能。当插入HfO2的厚度为40 nm时,器件的发光性能最好,发光峰主要由ZnO的近带边发光（～392nm）和较强的可见发光带组成。I-V和C-V测量的结果表明插入合适厚度的HfO2能够有效平衡注入ZnO中的电子和空穴,导致ZnO辐射复合的增强,器件的发光性能也会随之提高。为了探究器件发光的来源,我们对发光光谱进行高斯分峰拟合,发现发光光谱来源于五种不同的跃迁过程。希望该研究结果会对ZnO发光二极管与Si平面工艺的结合提供一定的借鉴意义。（3）结合ZnO纳米线阵列和p型NiO薄膜,制备了 p-NiO/nn-ZnO异质结发光二极管。由于ZnO纳米线具有一定的高低起伏和不均匀性,在溅射NiO之前溅射一层Hf02薄膜,可以部分填充ZnO纳米线之间的空穴,有效防止器件上下电极的短路。有趣的是,制备的p-NiO/HfO2/n-ZnO纳米线器件只在反向偏压下才有电致发光现象,发光峰主要在385 nm附近,对应了 ZnO的近带边发光。去掉p型NiO层之后,器件在反向偏压下依然有电致发光,结合能带图重点探讨了器件反向发光的机理。（4）基于p-NiO/n-ZnO纳米线异质结,我们制备和研究了可以在零偏压下工作,全无机、窄响应谱和快速响应的紫外光电探测器。ZnO纳米线有较大的比表面积,p-NiO/n-ZnO纳米线异质结拥有比平面异质结大的多的结面积,相比电致发光器件而言,该结构可能更适合于光电探测。但是ZnO纳米线的表面氧吸附会造成表面缺陷态的增多,对光生载流子的收集不利。利用原子层沉积生长的A1203钝化ZnO纳米线表面可以有效降低ZnO的表面缺陷态密度,改善p-NiO/n-ZnO异质结的界面特性。插入A1203层后,器件430到500 nm范围内可见光响应被抑制,并且响应谱的半高宽小于30nm。在零偏压下,器件对380nm（0.36 mW/cm2）的紫外光的响应度为1.4 mA/W,响应恢复时间均小于0.04s。这种简单界面修饰的方法可能会对ZnO基窄谱紫外光电探测器的发展提供一定的借鉴意义。