Mg_xZn_1-xO合金是一种带隙可调的宽禁带半导体材料。随着合金中Mg的浓度的变化,Mg_xZn_1-xO的禁带宽度可以在3.4-7.5 eV之间调节,这种大的带隙变化范围使Mg_xZn_1-xO合金可以应用于多种紫外光发射和吸收的器件中。本文目的是研究在Eu掺杂的Mg_xZn_1-xO纳米晶中Eu离子存在的位置、探讨Eu的掺杂对Mg_xZn_1-xO纳米晶的微结构和光学性质的影响以及Mg_xZn_1-xO纳米晶的形成机制。以Mg0.15Zn0.85O:Euy （0≤y≤0.08）为靶,采用电子束蒸发结合热退火并快速降温的方法,在石英衬底上生长了纤锌矿结构的Mg_xZn_1-xO:Eu的六方纳米晶。本文通过X射线衍射（XRD）光谱、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、吸收光谱和光致发光光谱（PL）研究了Eu的掺杂对Mg_xZn_1-xO纳米晶的微结构和光学性质的影响。Mg_xZn_1-xO:8%Eu纳米晶样品在700 oC退火后表现出了（002）方向的择优取向生长,而未掺杂Eu的Mg_xZn_1-xO纳米晶样品在700 oC退火后虽然表现出了纤锌矿结构,但却没有表现出取向生长。XPS结果表明Mg_xZn_1-xO六方纳米晶已经形成,并且纳米晶中既有Eu2+又有Eu3+,但它们的含量都很低。Eu2+的存在是因为纳米晶在生长的过程中是缺氧的状态,而Eu2+和Eu3+的含量很低则是因为在电子束生长阶段和后退火阶段造成了Eu的含量严重损失。根据吸收光谱结果,Eu掺杂和未掺杂的Mg_xZn_1-xO六方纳米晶在700 oC退火后,Mg的浓度均为0.08。室温下,用He-Cd激光器的325 nm波长的激光线激发不同Eu掺杂浓度的Mg_xZn_1-xO六方纳米晶样品,得到了两个紫外发光峰,观察到了明显的相分离,而未掺杂Eu的样品没有观察到这一现象。通过对不同Eu掺杂浓度的Mg_xZn_1-xO纳米晶紫外发光峰的拟合,得到了位于3.46 eV和3.31 eV的两个峰,其分别来源于Mg0.08Zn0.92O和Mg0.03Zn0.97O。但未掺杂Eu的Mg_xZn_1-xO纳米晶样品的紫外发光峰只有一个,且位于3.46 eV。通过用Ar+激光器的488 nm激发线激发的Mg_xZn_1-xO:Eu纳米晶的光致发光谱中并没有得到Eu离子的特征发光峰,因此说明Eu很可能没有掺杂进Mg_xZn_1-xO的晶格中。考虑到ZnO比MgO有更高的蒸气压,这使在高温退火阶段,Zn原子更容易被释放出来而形成富Mg的Mg_xZn_1-xO合金,但氧化铕的蒸气压比ZnO还高,所以Eu原子将分布在Mg_xZn_1-xO纳米晶的表面阻碍Zn的蒸发。因此,Mg_xZn_1-xO:Eu纳米晶的微结构可以看成是表面分散着Eu原子的Mg0.08Zn0.92O/Mg0.03Zn0.97O/air的单量子阱核壳结构。通过拟合700 oC退火后的Mg_xZn_1-xO:8% Eu纳米晶的变温光致发光的紫外发射峰,我们认为紫外发射峰主要来源于局域化激子复合,并拟合得到了Mg0.03Zn0.97O的局域化激子的激活能为66 meV,高于Mg0.08Zn0.92O的局域化激子的激活能,这一结果进一步给出了形成Mg0.08Zn0.92O/Mg0.03Zn0.97O/air单量子阱核壳结构的证据。