ZnO具有较高的激子束缚能（60 meV）和较宽的禁带宽度（3.37 eV）,在压电、光电设备等领域表现出巨大的应用潜力。通过向ZnO中掺入其他元素,可以有效地调整其内部结构和形貌,改善其性能,从而扩大ZnO的应用范围,所以近年来有关纳米ZnO掺杂的研究迅速发展起来。Co作为一种典型的过渡金属元素,具有丰富的表面态和与Zn²+相似的离子半径,更容易进入到ZnO晶格与之溶为一相,可以有效调节ZnO的禁带宽度,进而调控其光学性能和应用。同时,Co具有磁性,掺入到ZnO晶格内可形成ZnO基稀磁半导体（DMS）,从而将ZnO的应用扩展到电子自旋设备、探测器等领域。于是,制备和研究集光、磁效应于一体的ZnO基稀磁半导体材料具有极其重要的意义。本论文以ZnCl₂、CoCl₂为原料,分别选用NaOH和NH₃·H₂O为沉淀剂,采用常压沸腾回流法,成功制备了ZnO:Co纳米粉体,利用XRD、FESEM、EDS和XPS对产品的结构和形貌进行了表征,利用UV-vis、PL和PPMS研究了样品的光学性质和磁性质。本论文的主要内容如下:（1）以ZnCl₂、CoCl₂为原料,选用NaOH和NH₃·H₂O为沉淀剂,采用常压沸腾回流法成功制备了ZnO:Co纳米粉体,探索了药品滴加顺序、溶液碱度、初始Zn²+离子浓度、沸腾回流时间等最适宜合成条件。以NaOH为沉淀剂,在锌碱比1:3.6～1:4.0的中碱度溶液中制备了掺杂效果良好,长约3μm,平均直径200 nm,长径比高达15的ZnO:Co纳米晶须;在锌碱比1:9.0的高碱度溶液中,通过对前驱物进行40℃预搅拌处理,制备出长径比较大、形貌规则的ZnO:Co纳米棒。以NH₃·H₂O为沉淀剂,在锌碱比1:4.0的溶液中制备了形貌特殊的ZnO:Co放射性纳米管团簇。（2）以ZnCl₂、CoCl₂为原料,选用NaOH和NH₃·H₂O为沉淀剂,在ZnO:Co最适宜的合成条件下制备了不同掺杂浓度的ZnO:Co纳米粉体,考察了掺杂浓度对样品结构和形貌的的影响,研究了样品的光学性质和磁性质。结果表明,Co以+2价的Co²+形式进入到ZnO晶格取代了部分Zn²+,没有改变ZnO六方纤锌矿的结构;掺杂以后样品的形貌发生较大变化。Co²+掺杂后导致ZnO禁带宽度变窄,样品的紫外吸收带边和紫外发光峰位均向高波长红移;由于氧空位缺陷引起的黄绿光发射能量与Co²+的4^A₂（F）→2^A1（G）电子跃迁能量发生共振产生能量转移,导致掺杂样品的黄绿光发射发生猝灭现象。样品在合适的Co掺杂浓度下表现出室温铁磁性,源于氧空位引起的杂质带上Co²+-Co²+铁磁性耦合作用;掺杂浓度较高时,占据晶格中彼此相邻最近格位的掺杂离子之间发生Co²+-Co²+反铁磁性耦合作用,而使样品在外加磁场作用下表现为顺磁性。