ZnO是Ⅱ-Ⅵ族宽禁带直接带隙半导体材料,激子束缚能为60meV,可以在室温产生的激子重组。尽管ZnO的研究可以追溯到几十年前,但是新的研究方向主要集中在如何获得高质量的基板和p型掺杂以及稀磁特性等方面。要实现ZnO在器件上的应用,一个急需解决的问题便是p型导电问题。最近关于p型ZnO研究开展了很多工作,但是仍然很难获得稳定的p型掺杂。基于这个背景,本文针对ZnO的p型掺杂开展研究,以期从实验和理论上探索可行的工艺方案,并力图解决其中的某些关键问题。本文采用激光脉冲沉积技术在单晶Si衬底上制备Li-N双受主掺杂ZnO基薄膜,围绕薄膜的结构、电学和光学性质展开一系列的研究。并在此基础上研制p-n结物理器件构造,主要研究内容及结论如下：1.系统地研究了氮气压对于形成p型(Li, N):ZnO薄膜受主态的影响。分析表明,适量的氮气有助于减少薄膜的应力,有助于提高薄膜的结晶质量,但是较高的气压使得薄膜的结晶质量变差。光致发光光谱研究发现,氮气压的增加导致薄膜的缺陷发光峰强度增大。同时实验发现,氮离子可以调节薄膜的带隙宽度,通过对Li含量为0.05%的样品的透射分析发现,随着氮气压的增加薄膜的带隙宽度减小,产生红移现象。2.在一定的氮气压下,系统地研究了Li含量对于薄膜的光学性能的影响。ZnO:(Li, N)薄膜有很好的(002)结晶取向,并且样品在可见光区域的透光率在80%以上。同时实验发现,Li的掺入影响薄膜的光学带隙,并且在形成Li-N双受主掺杂条件下,可以获得ZnO薄膜的p型导电。实验发现,p型受主激活主要来源于LiZn-No复合体complex),但是较高的Li含量会导致样品中的受主载流子浓度及霍尔迁移率降低。3.系统地研究了ZnO基p-n结的制备及传输特性。Ⅰ-Ⅴ电输运测试表明,基于p型Li-N:ZnO制备出的p-n结结构,具有明显的整流特性和良好的重复性。表明Lizn-No复合体在ZnO体内,具有稳态结构。实验还发现,结的界面质量与输运特性,可以通过控制n型层和p型层的生长质量及二者的厚度比例得到控制,具有高质量的结界面是保证p-n结器件功能的重要基础。其中,激光沉积生长p型(Li,N)：ZnO薄膜技术是一条可行的途径。4.研究了p-n结的光激发机理,对于作为发光二极管的核心部件p-n结的光致发光测试表明,不同发光区的光激发机理不同。形成Lizn-No复合体有利于增强激子的近带边辐射,但是游离的Li、N在ZnO体内会增强表面或界面上深能级缺陷的形成。因此,如果要获得紫外光区的结器件,要严格控制Li、N含量,提高Lizn-No复合体的浓度,p型层不易过厚；如果需要制备可见光区的结器件,则可适当提高p型层厚度,有利于器件的深能级缺陷发射。