ZnO是直接带隙半导体材料,近紫外发光和透光性质使其可被用作光电器件。量子效应使得纳米尺度的ZnO的禁带宽度和其粒度、形状和显微结构相关,并直接决定纳米ZnO的发光性能。可以通过改变量子点的成分、尺寸和形状调控其电子态密度和载流子性质,达到控制纳米尺度ZnO量子点物理化学性质的目的。本文在对ZnO量子点生长方法和载流子调控充分调研的基础上,利用环境透射电子显微镜原位研究稳定、尺寸可控的ZnO量子点的生长条件和生长机理,控制量子点内氧缺陷浓度,从而调控载流子和ZnO量子点的能带性质。论文首先研究了ZnO量子点在透射电子显微镜中的生长行为,在控制电子束能流密度和氧分压的条件参数下,实现ZnO量子点的可控生长。研究表明在直径约40 nm六方纤锌矿结构的ZnO纳米棒的(1010)晶面上,通过300keV电子束辐照(能流密度1.6×105A/m2,样品室真空气压5x10-4pa)可控制生长粒度为5nm左右ZnO量子点。量子点表面由(1010)、(0001)和(0001)三个晶面构成。高电子束能流密度和高氧分压可促进ZnO量子点生长,量子点内部的氧缺陷可以由辐照电子束的能量和能流密度调节。电子能量损失谱测试分析表明ZnO量子点内氧原子含量可达55%,富含空穴载流子。第一性原理计算也表明,在这种条件下氧间隙原子可以稳定存在于量子点中。电子全息测量分析表明ZnO量子点与ZnO基体纳米棒存在约0.5V的势垒。原位电学测试结果表明电流从ZnO量子点单向流入纳米棒,原位光电测试结果表明ZnO量子点-纳米棒体系具有可见光响应性能。