作为宽禁带半导体材料,ZnO材料由于其在电子和光电子领域的广泛应用而受到关注。近年来,随着纳米科技的发展,ZnO微纳结构材料已经成为一个越来越重要的研究领域。本论文着重研究了各种实用、简单、低成本的ZnO微纳结构材料的制备技术,利用磁控溅射、溶胶凝胶（Sol-Gel）及溶液燃烧法,制备了各种结构形态的ZnO材料,并对材料的性能及生长机制进行了进一步探讨。利用磁控溅射方法,通过优化制备过程中的氩氧比和溅射功率等工艺条件,选择合适的缓冲层材料,在硅衬底制备出了结构和尺度可控的ZnO纳米结构材料。分析表明,ZnO纳米晶粒的c轴择优取向生长可归因于,（0002）晶面表面能最小导致Zn和O原子在此面上成核几率最大。同时,结合结构带模型,探讨了磁控溅射过程的气体压力和衬底温度的设定,对制备紧密排列的纳米棒结构ZnO的重要性。进一步通过退火处理,实现了ZnO纳米晶粒的取向和尺度调控。通过分析TEM、XPS、Raman等手段的表征结果,提出了纳米晶粒调控的动力学机制:晶粒a轴取向调整所需的能量小于晶粒增大所需的能量,导致较低温度退火,率先改变晶粒a轴取向,使晶粒在a轴方向上的排列更规整有序;较高温度退火提供给晶粒中原子更大的动能,增强原子热运动,使得晶粒排列的规整度进一步提高的同时,晶粒尺寸持续增大。在氧气气氛下的退火,伴随着晶粒尺度和取向的变化,氧空位也相应地减少,降低了纳米晶粒的形成能。运用溶胶-凝胶方法,通过控制溶胶溶液的酸碱度实现了ZnO纳米棒和纳米片结构的可控合成。中性溶胶液可合成不同尺寸分布的ZnO纳米棒,其具有较强的发光强度,带边发射主要来自于施主-受主对（DAP）复合,可见光区发射则由黄绿发光带组成。退火处理除提高了纳米棒的发光强度外,还促使了氧空位（V₀⁺）的形成,从而使绿光发射带依然存在。在酸性溶胶液（pH=6）中制备的ZnO纳米棒具有均匀的尺寸分布,其带边发射主要来自中性施主束缚激子（D⁰X）发射,可见光区的发光则主要由绿光发射组成。同时,通过控制溶胶液的酸性环境（pH=4、5及6）,实现了OH^-配合体反应机制所引起的ZnO水平生长,从而获得了二维纳米片材料。随溶胶液酸性的增强,所合成的纳米片的六边形的形状更规整,产额更高,光发射强度更强。不同于纳米棒结构材料,ZnO纳米片的可见光区域的发光带峰值出现在580 nm的黄光区域。其带边辐射主要来自位于370 nm处的中性施主束缚激子（D⁰X）发射,随溶胶溶液酸性增强,移动到较高频率。进一步通过分析总结试验结果,提出了ZnO低维结构材料的溶胶凝胶生长机制:ZnO在溶胶-凝胶水解合成过程中,在不同酸碱度溶胶溶液条件下,其生长由本征择优取向和OH^-配合体反应生长机制共同决定。在中性溶胶溶液中,所制备的ZnO沿着[0001]方向生长;而在在酸性溶胶液中,由于H⁺与晶体表面的OH^-配合体反应,抑制了沿[0001]方向的生长,使得水平方向的生长更容易。利用溶液燃烧法法合成了纯的以及含不同浓度In杂质的、具有六角纤锌矿结构的ZnO微纳粉体材料,并对其表面形貌、晶体结构以及发光性能进行了表征。ZnO微纳粉体材料由尺度均匀的晶粒聚集而成,而含In杂质的ZnO粉体材料则由较大尺寸的晶粒聚集而成,随前驱体溶液中In离子浓度的增加,所合成的粉体材料晶界密度增加、晶粒尺度变小以及晶体质量下降,无辐射跃迁的几率增大,材料发光强度降低。同时,In杂质的引入还造成了ZnO粉体材料中由氧空位引起的中心位于520 nm附近的绿光发射峰减弱;由间隙位氧（V_i^-）引起的位于580 nm附近的黄光的出现,其强度随In浓度的增加逐渐减弱直到近乎消失。经退火处理后,各ZnO粉体材料粉体中晶粒的尺寸更大,尺度更均匀,也更规整,从而造成其发光强度也得到了增强。含In杂质的ZnO材料,由于形成更多的氧空位,造成黄光发射相对减弱和绿光发射的出现。同时,由于In³⁺-V₀⁺复合体的形成,相对于纯ZnO材料的位于540 nm的绿光发射,含In杂质的ZnO材料绿光发射峰红移到550 nm,并随着In浓度的增加,其发射强度逐渐减弱。结合试验结果,引入氧空位（V₀⁺）的形成能模型,提出了ZnO材料的可见光区的发射机制:在激发源能量一定的条件下,In离子浓度增加,材料费米能级升高,氧空位（V₀⁺）的形成能增加,绿光的发射减弱。