作为第三代半导体,ZnO被广泛认为是最有希望制备短波长光电器件如紫外发光二极管的材料之一。这是基于它独特的材料性质：它是一种常温带宽为3.37eV的宽禁带直接带隙半导体；它的激子束缚能有60meV；容易得到高质量的体单晶且容易对其进行湿法刻蚀等等。此外,ZnO拥有丰富的缺陷能级,它可以实现显色性良好并覆盖整个可见光区域的各种颜色的发光,因此也有人认为ZnO也是一种有希望的可见光发光器件的替代材料。然而目前要实现高效率的ZnO同质结电致发光器件的愿望始终受限于缺乏有效的制备p型ZnO的方法.因此在本论文中,我们利用较廉价的材料制备手段如射频磁控溅射、水热法等集中研究了ZnO基异质结构的发光器件。首先,我们从与ZnO晶体性质非常相近的GaN材料入手,结合目前ZnO/GaN异质结电致发光器件的问题与研究盲点,成功制备了如下发光器件：①利用Hf02作为插入层的n-ZnO/p-GaN异质结发光器件。实验表明,一方面,Hf02薄层的插入可以显著提高n-ZnO/p-GaN异质结基电致发光器件的发光效率；另一方面,通过对制备Hf02薄层时氧分压的控制,可以使该器件的发光颜色从紫光调节到冷白光,并对其机理进行了分析。②制备了基于n-ZnO/n-GaN同型异质结的紫外/橘红双色发光器件。在不同极性的偏压驱动下,该器件分别发出峰位位于～367nm的紫外光及峰位在～640nm的橘红光。通过对ZnO/GaN界面的分析及器件的发光强度与电流电压的动态关系的研究,探讨了该器件的发光机制。该实验得到了集成在一块芯片上的双色发光器件。③利用ZnO与GaN之间品格失配非常小(1.9%)这一特点,以n型重掺杂的GaN (n+-GaN)作为磁控溅射沉积ZnO薄膜的衬底及电子注入层,分别研制了基于Au/HfO2/ZnO/n+-GaN的金属-绝缘体-半导体(MIS)结构的紫外发光器件与基于Au/p-NiO/n-ZnO/n+-GaN的pn异质结构的紫外发光器件。其中,MIS结构的紫外发光器件的阈值低于3V,意味着该器件可以被两节干电池驱动。其次,我们针对ZnO/Si异质结光电器件中存在的问题与研究盲点做了如下工作：①提出了利用高阻NiO作为插入层改善n-ZnO/p-Si异质结发光器件发光效率的方案。实验发现,NiO的插入可使n-ZnO/p-Si异质结发光器件的发光效率提高五倍以上,得到了发光峰位在～670nm、线宽较窄的橘红光。通过系统研究该异质结的的能带和分析注入电流与发光强度的动态关系,发现NiO插入层的引入不仅有利于载流子在ZnO中的复合发光,而且可以避免Si表面处非辐射复合中心的影响。②在n-Si上用水热法生长ZnO纳米杆陈列,并由此制备了ZnO纳米杆/n-Si异质结光敏器件,研究了退火工艺对该光敏器件性能的影响,最后得到了在零偏压下对紫外‘与可见光有较强响应且其紫外与可见光的响应比例可以通过器件偏压极性进行调节的光敏器件。最后我们跟踪目前二维材料这一研究热点,初步探索了用水热法在铝片上直接生长二维ZnO纳米墙阵列的方法,并且以此为基础制备了基于ZnO纳米端的MIS结构的白光发光器件,该器件的电致发光颜色对应的色坐标(0.27,0.34)非常接近于标准白光的色坐标(0.33,0.33)。