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—维ZnO纳米材料因具有压电效应、直接宽带隙、高激子束缚能在新兴光电研究领域有潜在应用,成为最吸引人的纳米材料之一。天然ZnO半导体因固有施主缺陷和H原子呈n型半导体特性,ZnO固有施主缺陷的自补偿效应和p型掺杂元素在ZnO中固溶度较低等因素使制备一维p型ZnO纳米材料比较困难。对一维ZnO纳米材料进行p型掺杂并在其中引入受主缺陷以实现ZnO的p型导电特性仍具有挑战性。在本论文中,我们通过气相化学沉积法用Cu、Ag和Sb元素分别对ZnO进行p型掺杂,在n-GaN薄膜上生长了不同的一维p型掺杂ZnO纳米材料,并构建了不同的p-ZnO/n-GaN异质结光电二极管(Light Emitting Diodes:LEDs)器件,并对这些LED器件的发光机理进行了讨论。同时,我们还制备出了p-ZnO:Sb/n-ZnO:Al芯壳结构的同质结纳米线,构建了自驱动的单根p-ZnO:Sb/n-ZnO:Al芯壳同质结纳米线紫外探测器。主要的研究内容和创新点如下：1.富氧情况下在n-GaN薄膜上生长了掺杂Cu的ZnO (ZnO:Cu)纳米丛,制备了p-ZnO:Cu纳米丛/n-GaN异质结LED。电致发光(Electroluminescence:EL)测试表明该器件发射了波长为677 nm和745 nm的免紫外的红光,是由电子从n-GaN导带到p-ZnO:Cu的与Cu相关的深能级缺陷和Zn空位深能级缺陷的界面跃迁形成的。该p-ZnO:Cu/n-GaN异质结LED成功地将ZnO或GaN基LED的EL波长从紫外光波段大幅度调节到红光波段。2.在p-GaN薄膜上生长ZnO:Cu纳米丛,制备了ZnO:Cu纳米丛/p-GaN异质结LED。掺杂在ZnO:Cu中的Cu引起的缺陷影响了ZnO:Cu纳米丛/p-GaN异质结LED的发光性能。在正偏压下,此LED在p-GaN位置发射了蓝绿光,并且随着正偏压的增大,蓝绿光中的绿光逐渐超过了蓝光。在反偏压下,此LED随着反偏压的增高不仅在p-GaN位置发射了从橙色变化到黄色的光,而且在ZnO:Cu/p-GaN重叠区域发射了黄绿光。其中在ZnO:Cu/p-GaN重叠区域发射的黄绿光是由ZnO:Cu中的替代在Zn位的Cu+或Cu2+形成的深能级缺陷导致的绿光和来自ZnO:Cu/p-GaN界面的从橙色变化到黄色的光混合而成。3.在n-GaN薄膜上生长掺杂Ag的ZnO (ZnO:Ag)纳米线阵列,构筑了p-ZnO:Ag纳米线阵列／n-GaN异质结LEDo EL测试表明该器件发射了白光,是由ZnO:Ag中的本征缺陷和杂质缺陷引起的。该p-ZnO:Ag/n-GaN异质结LED为白光LED冷光源的制造提供参考价值。4.在n-GaN薄膜上生长ZnO:Sb纳米线阵列,利用磁控溅射技术在p-ZnO:Sb纳米线阵列上沉积n-ZnO:Al材料作壳包裹住p-ZnO:Sb纳米线上端,形成了p-ZnO:Sb/n-ZnO:Al同质结芯壳纳米线阵列。将单根p-ZnO:Sb/n-ZnO:Al同质结芯壳纳米线转移到微米电路电极上并用Pt焊接,制备了单根p-ZnO:Sb/n-ZnO:Al同质结芯壳纳米线紫外光电探测器。该探测器具有自驱动紫外光响应性能,在-1 V的负偏压下该ZnO基p-n同质结探测器的光电流和暗电流之比为4.5,紫外光探测灵敏性良好。本论文的研究拓宽了一维p型ZnO纳米材料在纳米光电器件上的应用,为制备新型LED冷光源和自驱动紫外光电探测器提供参考。