复合异质结构具有多功能性，成为纳米科学的研究热点。这种复合材料具备每种组分材料的本征特征，同时，因为材料之间的相互作用，其每一部分的本征物理性质也会受到其它组分的调控，进而得到更加新颖、多元化的物理特性。半导体基异质结构在各个领域开拓了新的应用，例如生物工程领域的药物传输、细胞成像、纳米器件领域的纳米器件、环境科学中的光催化问题等。半导体具有稳定的荧光性质要比有机染料小分子的荧光性能强度大且稳定性高。因此，发展半导体基多组分复合异质结构是研究重点。在论文中，设计并合成出半导体ZnO基异质结构，并研究了其性质，此外还开展了在生物医学应用的探索。 第一章从单一成分具备的基本特性出发，介绍了单一体系中半导体量子点、磁性纳米颗粒和贵金属纳米颗粒在生物学及纳米电子学的广泛应用。总结阐述了双组分复合纳米结构的特性和实现途径，以半导体-贵金属、半导体-磁性材料、磁性材料-贵金属双组分异质结构为例，讨论了异质结构具备的特异功能、优异性质及潜在应用前景。 第二章设计并合成出半导体-金属(ZnO-Au)异质结构纳米材料，ZnO纳米棒上Au纳米颗粒的数目可以通过调控两组份的摩尔比来调节。详细研究了所得异质结构的特异性光谱学特征，并探讨了Au纳米颗粒对半导体ZnO的发光性质的作用机理。与裸露的ZnO纳米棒相比，ZnO-Au异质结构的常温光致发光的本征发射峰明显增强效应，同时它的缺陷发射峰得到很好的抑制。这一发现将为进一步调控ZnO半导体的发光性质提供一种简单的、有效的途径。还初步探究了ZnO-Au异质结构在生物医学领域的潜在应用，细胞毒性结果表明，该异质结构具有良好的生物相容性。 第三章总结了以前工作的成果及有待改进的地方，并对以后的工作进行展望。