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通过微结构调控实现材料多功能化是当今材料科学进步的重要途径，本文以缺陷进行能带裁剪和自旋操纵、以离子半径进行极化控制等方法，多尺度地开展了氧化锌薄膜结构和性能的调控研究.阐明了结构缺陷是其宽禁带半导体室温稀磁性的起源，获得了高磁矩(6.1μB)和高居里温度(790K)的钴掺杂氧化锌稀磁材料；发现离子半径小于锌离子的元素掺杂能极大提高氧化锌压电性能的规律，制备出压电系数达170pC·N1的钒掺杂氧化锌薄膜，是纯氧化锌的17倍；通过活性电极材料氧化还原反应，在氧化锌介质中构筑纳米金属导电通道，揭示了阻变存储器低阻态高导电性的物理本质.利用获得的新材料研制出磁传感器、声表面波滤波器和阻变存储器等多种原型器件.