ZnO禁带宽度为3.37 eV、室温激子束缚能为60 meV,在低阈值、高效率的紫外电致发光LED以及激光器件方面有较好的应用前景。但是高结晶质量的P型ZnO薄膜难以制备,如何获得高紫外发光亮度的LED是近二十几年来地研究重点。本文采用引入晶种层的方式实现了密度可控的ZnO纳米线制备,并对其光学性质进行表征;合成高紫外发光强度的ZnO基异质结LED,对其进行光电性质进行分析,构建能带模型研究其发光机理。(1)ZnO纳米线的可控生长:通过在GaN衬底上引入晶种层,并经过不同温度地退火,实现ZnO纳米线密度可控生长。晶种层400°C退火后合成的ZnO纳米线密度比未引入晶种层增加了一倍,376 nm处的光致发光强度提高了一倍;晶种层退火温度提高到500°C后,合成的ZnO纳米线密度又增加了八倍,376 nm处的光致发光强度也提高了三倍。实现了ZnO纳米线密度的可控生长。(2)ZnO/ZnS核壳结构的光致发光研究:分别采用固相硫化与化学浴沉积(CBD)合成ZnO/ZnS核壳结构。固相硫化所制备的ZnO/ZnS,引入大量间隙硫原子而引起缺陷光致发光增强,紫外光致发光减弱;采用CBD制备ZnO/ZnS,ZnS在ZnO界面处引入的局域态使光致发光峰位蓝移至376 nm,随着硫化周期数增加,发光强度先增强后减小,硫化4周期ZnO紫外光致发光强度最大,提高了4倍。(3)在以上实验研究的基础上,开展了ZnO异质结发光器件地构建与发光特性研究工作。为实现ZnO基异质结高紫外电致发光,我们结合能带模型设计了GaN/MgO/ZnO/ZnS异质结结构。ZnO薄膜结构的GaN/MgO/ZnO/ZnS异质结,紫外发光强度增加了近26倍。ZnO纳米线结构的GaN/MgO/ZnO NWs/ZnS异质结,异质结的紫外发光强度继续增加了近50倍。最终实现了高紫外发光强度的ZnO基异质结LED的制备,并对异质结的发光机理进行研究。