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ZnO作为一种宽带隙直接带隙半导体材料，其禁带宽度对应于紫外光波段，在光电器件尤其是紫外光波段方面有着非常重要的应用。ZnO的高激子束缚能(60meV)更是使得室温下的激光器等光电器件成为可能。此外，ZnO易于被酸碱刻蚀的特点也保证了在小尺寸器件及集成电路的应用中所使用的工艺更为方便。ZnO简易的晶体生长方法也意味着将来可以实现大规模、低成本的器件应用。ZnO材料的诸多优点使得其在光电器件方面有着广泛的应用前景，而其中如何制备得到高质量低缺陷的ZnO材料以及对ZnO中杂质和能带结构的调控将是一个非常重要的因素。 本论文主要采用化学气相沉积法(CVD)制备ZnO纳米薄膜材料，使用包括阴极射线荧光(CL)等表征方法对其生长特征进行了研究，并采用电子束照射的方法对Cu掺合ZnO(ZnO∶Cu)薄膜中的两性杂质Cu的杂质能级进行调控。其中创新的研究成果主要包括以下几个方面: 1.采用CVD方法外延生长了ZnO薄膜，对不同晶面的GaN、蓝宝石衬底的ZnO成膜结晶特征进行了研究。特别是，利用CL表征技术揭示了c面GaN上ZnO薄膜外延生长的三阶段，深化了对成膜机制的理解。 2.实现了在GaN衬底上通过CVD方法外延生长高质量低缺陷的ZnO纳米线阵列。发现了来自于GaN衬底的Ga原子扩散进入ZnO重掺合现象。Ga原子在轴向和径向上的不同浓度分布特征表明表面扩散在掺合过程起到了主导作用。进一步，对表面扩散过程的动力学模拟揭示了ZnO侧壁表面的O空位缺陷导致了扩散势垒的显著降低，对表面扩散增强起了决定性的作用。 3.通过低能电子束照射方法对ZnO∶Cu薄膜中两性杂质Cu的能级实现了微区调控，获得了对蓝光发射的大幅增强，给出了电子束作用下Cu杂质态的转化模型，提出了在纳米尺度实时精确调控半导体材料性质的一种新的途径。 本论文以CL为主的多种表征方法对ZnO纳米薄膜材料生长特性进行了系统研究，揭示了ZnO薄膜外延生长的三阶段，发现了表面扩散主导的来自GaN衬底的Ga原子的重掺合现象，并提出采用电子束照射的方法对ZnO∶Cu薄膜中的两性杂质Cu的能级进行调控，为基于ZnO材料的光电器件应用及扩展提供了科学基础。