以GaN、SiC和ZnO为代表的宽带隙半导体材料,有望突破第一代半导体材料Si和Ge,以及以GaAs和InP为代表的第二代半导体材料在光电子技术和电力电子技术发展方面所面临的材料极限,因而被称作第三代半导体材料。其中ZnO是一种Ⅱ-Ⅵ族直接带隙半导体,室温下具有3.37eV的宽禁带和60meV的高激子束缚能,同时具备热稳定性好、价格低廉、原料易得和环境友好等特点,被认为是实现室温下短波长高效激子发光和低阈值半导体激光器的理想材料。此外,SiC具有高击穿电压、高电子迁移率、高热导率和较强的抗辐射能力,特别适合制备高频大功率电力电子器件。对于高功率器件应用,衬底材料的选择直接影响器件的散热性能,从而影响器件的工作稳定性和使用寿命。石墨衬底具有优异的机械性能和化学稳定性、较高的电导率和热导率、以及可向其它衬底转移等优点,有望成为大功率光电子和电力电子器件的理想衬底材料。本文围绕石墨衬底半导体ZnO和SiC材料生长研究开展了系统的研究工作。具体如下：一.研究了多晶热解石墨的光致发光特性,发现具有沿c轴择优排列的多晶热解石墨在室温下的光致发光谱为线状光谱(线宽～1.8A)。采用超声喷雾热解法在石墨衬底上生长ZnO薄膜,结果表明：在石墨衬底上生长了具有类金字塔形貌的片状ZnO纳米结构薄膜,并具有较好的光致发光特性。通过优化生长温度和生长时间能够有效地提高ZnO薄膜的结晶质量和光学性能。二.研究了采用水热法在石墨衬底上制备的ZnO纳米棒的光学特性。实验发现：经退火处理后的ZnO纳米棒具有较好的光致发光特性；ZnO纳米棒/石墨复合结构在200-1100nm光波段具有较低的相对反射率(-0.45%),表现出较好的陷光作用。此外,通过优化生长温度、生长时间和退火温度能够有效地提高ZnO纳米棒的晶体质量。三.采用磁控溅射和电子束蒸发法在石墨衬底上制备了ZnO/SiO2/石墨复合结构器件。电学特性测试表明：该器件具有明显的整流特性和奇特的负电容现象；在反向偏压为-8V时,漏电流～10-4A。此外,该器件具有较好的导热性能；文中对负电容现象产生的物理机制进行了初步的分析和讨论。四.采用热丝化学气相沉积(HWCVD)技术,以石墨兼作衬底和碳源制备了β-SiC薄膜。通过优化退火工艺,可以有效地提高p-SiC薄膜的晶体质量,并提出了成膜机制的物理模型。对在石墨衬底上制备的β-SiC基MOS (Au/SiO2/β-SiC)二极管进行了Ⅰ-V测试,结果表明：该器件具有明显的整流特性,在反向偏压为-3V时,漏电流～10-3A。