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ZnO作为Ⅱ-Ⅵ族宽带隙直接跃迁半导体材料,室温下禁带宽度为3.37eV,激子束缚能高达60meV,适合于制备紫外发光器件和激光二极管。目前围绕ZnO光发射器件的研究,一方面人们希望通过能带工程设计ZnO基合金材料,达到调节和改善Zn O基发光器件性能的目。例如通过往ZnO掺入适量的Cd元素替代Zn2+,可以有效的减小所制备的ZnCdO合金薄膜的禁带宽度,能够实现紫外到绿光波段连续可调的发光。另一方面,由于低阻的p-ZnO难以制备,利用n-ZnO与p-GaN构建异质pn结的工作受到关注,而且在该结构上人们已经成功实现了紫外发光器件和激光器。因此,将ZnCdO合金薄膜作为有源层应用于ZnO基光发射器件中,通过控制n-ZnCdO层的合金组分,实现n-ZnCdO/p-GaN异质结器件的在紫外波段至可见光波段发光,使其可以应用到照明和显示领域,显然是十分有意义的工作。本文采用脉冲激光沉积（PLD）技术,选用c-Al2O3作为衬底,在300℃生长温度下制备了一系列的ZnCdO薄膜,研究分析了氧气压强、激光频率和靶材组分等生长条件对ZnCdO薄膜的晶体结构、形貌特征和光学性能的影响,从而通过优化生长工艺获得组分可控的ZnCdO薄膜,在此基础上制备了可调谐的n-ZnCdO/p-GaN异质结发光二极管,主要内容如下:（1）选用Zn0.9Cd0.1O作为靶材,对不同的氧气压强和激光频率的条件下制备的ZnCdO合金薄膜进行表征研究,结果表明:在氧压较低时制备的薄膜存在ZnO和CdO的混相结构,随着制备氧压的增大,可以得到单相的六方纤锌矿结构的ZnCdO薄膜,且薄膜中掺入的Cd元素含量逐渐增大,从而实现合金薄膜的带隙调控。改变激光频率可以严重影响薄膜的生长速率、形貌和晶体质量,但对薄膜中Cd含量影响不敏感;适当的激光频率下生长,将有利于改善和提高ZnCdO薄膜的晶体质量和发光性能。选择Cd含量更高的靶材Zn0.8Cd0.2O,在激光频率为2Hz的条件下,通过改变氧气压强实现了ZnCdO薄膜的禁带宽度和3.15-2.63eV范围内连续变化,薄膜中Cd含量最高达到了0.15,对应发光峰位于500nm附近,薄膜电阻率达到了0.16Ω·cm。（2）研究了不同Cd含量ZnCdO薄膜的发光机制,在较低Cd含量下样品的发光主要归结为自由激子和局域在单个Cd原子的束缚激子复合,随着薄膜中Cd含量增加,局域在多个Cd原子上的束缚激子和局域在Cd团簇上的束缚激子发光逐渐占居主导地位。选择不同Cd含量的ZnCdO薄膜应用于构造n-ZnCdO/p-GaN异质结器件,器件均表现出二极管的整流特性,在正向偏压的作用下,观测到器件的电致发光峰主要以440nm处来自p-GaN的Mg受主能级相关的发射。利用Anderson模型分析n-ZnCdO/pGaN异质结器件的能带结构,解释了器件的电致发光主要来自与GaN侧发光的原因。（3）利用能带工程通过在n-ZnCdO和p-GaN异质结之间引入MgZnO和MgO作为电子的阻挡层,设计、制备n-ZnCdO/i-layer/p-GaN异质结发光器件,实现了主要来自n-ZnCdO层的异质结器件的发光,并利用Anderson模型对其发光机理进行了分析。利用不同Cd含量的ZnCd O薄膜作为n区有源层,制备了n-ZnCdO/MgO/p-GaN异质结器件,其室温下的电致发光光谱显示了随着Cd含量的增大,主要发光峰从390nm逐渐的红移到500nm附近,表明通过该结构实现了从近紫外到绿光波段可调谐的发光器件。