近年来,人们对高亮度、小型化、节能环保型LED的需求不断提升,其在显示照明等领域展现了巨大的应用潜力。在许多LED器件中,以应用GaN材料为代表的蓝紫光LED器件发展较为成熟、应用广泛。但是,其生产成本高、制作工艺复杂等劣势限制了器件化的进一步发展。随着半导体产业的迅速发展,第三代半导体的另一代表材料氧化锌(ZnO),被认为是构建紫外发光/激光二极管的理想材料。室温下,ZnO具有宽的直接带隙(3.37 eV)、较强的激子结合能(～60meV),兼具制备成本低、环境友好等特点,使其在短波长光电子器件等诸多领域优势明显,引起了研究热潮。二维层状石墨烯材料,自2004年第一次通过机械剥离方法获得以来,在科学和工程界都受到了相当大的关注。其材料的光电特性优异,具有良好的化学和机械稳定性。由于在其狄拉克锥型能带结构中存在π电子和π+σ电子的共振行为,石墨烯展现了表面等离激元(SP)共振效应,这一有趣的物理现象极大地推动了相关研究领域的发展。特别是在石墨烯SP改善LED器件发光效率方面,研究人员已逐步开展相关工作,并获得了一些发光改善的实验现象。本论文针对ZnO材料p型掺杂困难的问题,构造n-ZnO/p-GaN异质结LED,将石墨烯SP引入器件结构,逐步优化生长方法与生长条件,实现了异质结构的高效稳定紫外发光,以及在石墨烯层上ZnO纳米线(NWs)可控生长。具体工作和主要结论如下:利用湿法转移石墨烯,将单层石墨烯覆盖在p-GaN表面,利用磁控溅射法、脉冲激光沉积法、原子层沉积法构筑了n-ZnO薄膜/石墨烯/p-GaN结构,分析了三种制备方法制作的器件发光性质。通过与原始n-ZnO/p-GaN结构对比得到,使用原子层沉积法制备的ZnO薄膜在器件中发光强度提升较为明显。将一维ZnO纳米结构引入到器件中,通过优化石墨烯层的处理条件,实现了ZnO纳米线在石墨烯上的可控生长。氧等离子体处理的石墨烯层被用于ZnO纳米线/p-GaN异质结LED中以产生SP效应。相对于原始的n-ZnO/p-GaN结器件,石墨烯修饰的异质结显示出ZnO紫外电致发光强度提高了约4倍。时间分辨光谱和温度依赖发光测量表明,EL增强是由于ZnO激子与石墨烯SP的耦合所致。当前的研究不仅提供了从一维纳米线垂直阵列和二维石墨烯层构建三维异质结构的机会,而且提供了一种有效的策略,提高其他类型器件的发光效率。