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氧化锌（ZnO）是一种具有六方纤锌矿结构的II-VI族宽带隙半导体材料,室温下带隙宽度高达3.37 eV。由于氧化锌具有较高的激子束缚能（60 meV）,保证了其在室温下较强的激子发光,因而被认为是制作紫外半导体激光器的最佳候选材料。随着能带工程技术的日益成熟,人们希望能够找到找到一种与ZnO晶体结构相同,晶格常数相近,禁带宽度更大的材料以便与ZnO制成合金材料,这种材料可与ZnO一起组成异质结、量子阱和超晶格,这不但能极大地提高ZnO的发光效率,而且能对材料的发光特性进行调制。MgO即可满足这种要求,其禁带宽度为7.7 eV。MgO和ZnO形成合金MgxZn1-xO的带隙可以在3.37～7.7 eV之间变化,可用来作为ZnO/MgxZn1-xO半导体量子阱及超晶格结构的势垒层。本文使用Mg0.15Zn0.85O靶材,用电子束蒸发结合热退火（采用快速降温方式）的方法在石英衬底上生长了纤锌矿结构的MgxZn1-xO六方纳米晶薄膜。用X射线衍射谱（XRD）、吸收光谱、光致发光光谱（PL）、X射线光电子能谱（XPS）研究了退火温度对MgxZn1-xO六方纳米晶薄膜的结构性质和光学性质的影响,并结合X射线光电子能谱和扫描电镜（SEM）的结果,探讨了MgxZn1-xO纳米晶薄膜的形成机制。退火温度在300-700 oC范围时,MgxZn1-xO纳米晶薄膜中Mg的浓度x在0.05至0.08之间进行调节。在700 oC退火的MgxZn1-xO纳米晶薄膜的光致发光谱中,近带边发射峰发生明显蓝移,强度增强。随着Mg浓度的升高,可见发射增强。在Mg浓度为0.08时,观察到了绿光发射的最大强度,并且随着Mg浓度的增大可见光发射峰向低能侧移动（红移）。通过拟合700 oC温度下退火的MgxZn1-xO纳米晶薄膜变温光致发光的紫外发射峰,我们得出发光峰主要来源于局域化激子发射,激子束缚能为53 meV,样品中的激子-纵光学声子相互作用较弱,发光峰的宽化主要来源于Mg浓度的空间分布涨落和纳米粒子表面缺陷引起的非均匀展宽。MgxZn1-xO纳米晶薄膜的形成机制归因于在高温退火的过程之中,ZnO/MgO纳米复合体系中的Mg离子和Zn离子沿衬底表面发生互扩散并合金化的结果。MgxZn1-xO合金中Mg固溶度的增大是因为快速降温（非热平衡性质）提高了MgO在ZnO中的溶解度。使用电子束蒸发结合快速热退火方法制作MgxZn1-xO纳米晶合金薄膜,为制作ZnO基半导体光电器件提供了新的技术方法和途径。