电子信息产业的迅猛发展、半导体照明的需求与日俱增，呼唤半导体超高密度存储、半导体蓝紫光照明的蓬勃兴起。这类蓝紫光半导体应用的光明前景之一在于开发新型蓝光至紫外波段的激光二极管(LDs)、发光二极管(LEDs)器件，氧化锌(ZnO)薄膜近年来在该领域备受关注。ZnO应用于LED最重要的优势是激子结合能很高，有望实现室温下的激子发射。然而，目前报道的ZnO发光器件效率低，并且发光并不是本征激子发射，而是与缺陷相关的蓝光发射，其根本原因在于难以获得高结晶质量的n型、p型ZnO基薄膜。为了提高晶体质量和激子束缚能，就必须采用外延薄膜或低维量子结构。　　 本文以ZnO薄膜的外延生长以及ZnO能带调节等关键性问题为出发点，以提高ZnO基薄膜的结晶质量、有效利用高激子结合能为宗旨，结合最有潜力的半导体Si衬底，围绕Si基ZnO薄膜的结晶生长过程，Mg、Cd掺杂ZnO基薄膜的晶体结构、光学带隙及电学性能等展开研究。采用脉冲激光沉积(PLD)方法研究Si基ZnO薄膜的外延生长。研究发现，Si衬底上直接生长的ZnO薄膜，面外匹配关系为ZnO(0002)//Si(111)，ZnO面内无特定取向，为随机分散的状态。为获得外延ZnO薄膜，引用缓冲层，结合高能反射电子衍射仪(Reflection high-energy electron diffraction：RHEED)实时监控薄膜的生长过程，使ZnO面内随机取向生长转变为面内外延生长。外延生长关系为：ZnO(0002)∥Si(111)(面外)，ZnO[11(-2)0]∥Si[10(-1)](面内)。低温PL谱清晰观察到自由激子XA及声子伴线(XB+mLO)，表明外延ZnO薄膜具有比较好的结晶质量和光学质量。分别采用Mg、Cd作为掺杂元素，研究ZnO基薄膜的能带调节。研究发现，随Mg组分的增加，六方相Zn1-xMgxO薄膜的带隙变宽；随Cd组分的增加，六方相Zn1-yCdyO薄膜的带隙变窄；在维持六方结构不变的前提下，ZnO基薄膜的带隙在2.70eV～4.00eV范围内可调。为了优化薄膜的结晶质量，具体探讨沉积过程中掺杂量、温度、缓冲层、氧分压对Mg、Cd掺杂ZnO基薄膜的择优取向度、结晶度、晶体结构类型等影响规律。最后获得光学带隙可控、结晶质量最优的六方相Zn1-xMgxO薄膜和六方相Zn1-CdyO薄膜，为ZnO基超晶格或量子阱的发展、提高激子结合能奠定基础。在Zn1-xMgxO光学带隙可调节的基础上，结合掺杂技术研究Zn1-xMgxO薄膜的p型导电性能。利用超声喷雾热分解(USP)方法常压成膜的优势并结合N-Al共掺杂获得导电性能优异的多晶多取向p-Zn1-xMgxO薄膜，实现带隙展宽和p型导电的光电效果。为提高p型Zn1-xMgxO薄膜的结晶质量，尝试PLD方法进行Zn1-xMgxO薄膜的P掺杂研究。获得的Zn0.84Mg0.16O∶P薄膜为单一取向，具有优异的p型导电性能，说明P掺杂是实现p型Zn1-xMgxO导电的有效手段之一。