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ZnO的“能带工程”是发展高效率的ZnO发光器件的关键手段。一方面,通过能带工程可以实现发光波长从深紫光波段一直到可见光区的蓝光甚至绿光波段的变化；另一方面,可以将掺杂层作为势垒或量子阱,在异质结、量子阱结构中能有效地将载流子和光子限制在有源层中,实现对电子和光子的双重束缚效应,增强内量子效率,提高器件的发光效率。文献报道的Cd掺杂浓度较低,且结晶质量较差,部分状况类似于非晶相或具有多晶结构。此外,对LED或LD领域而言,ZnO/ZnCdO异质结的界面带阶参数(如导带带阶、价带带阶等)是该器件的基本参数,文献鲜有报道。本论文正是基于这样的背景,围绕ZnCdO薄膜的生长、ZnO/ZnCdO异质结界面带阶等问题,开展了如下工作：(1)利用激光分子束外延技术(Laser-Molecular beam epitaxy,L-MBE),在c面蓝宝石衬底Al2O3(0001)上制备了ZnCdO半导体薄膜。通过调节ZnCdO薄膜生长的衬底温度、氧气流量、激光频率等参数,得到本实验系统上生长ZnCdO薄膜的最佳条件。(2)以Zn1-xCdxO(x=0、15.30、50at.%)陶瓷作为靶材,利用激光分子束外延在c面蓝宝石A1203(0001)为衬底制备不同Cd含量Zn1-xCdxO薄膜,系统研究了Cd含量对Zn1-xCdxO半导体薄膜的结构、光学性质的影响。本实验中,将Cd掺杂浓度提高到了9.93at.%,实现了对ZnO带隙在3.262～2.949eV范围的调节。(3)利用XPS对ZnO/Zn0.9Cd0.1O异质结界面带阶的测量,结果表明Zn0.9Cd0.1O的导带底和价带顶均位于ZnO的价带顶和导带顶以内,表明ZnO/Zn0.9Cd0.1O异质结界面带阶是“I”类型的。测得界面价带带阶AEv为0.203eV,导带带阶△Ec为0.110eV。(4)对ZnCdO化合物的第一性原理研究表明,CdO的盐岩结构最稳定,纤锌矿结构次之,闪锌矿结构的稳定性最差。Zn1-xCdxO晶格常数a和c都随着Cd含量的增加而逐渐增大,但c/a比值随Cd含量变化波动较小。得到了锌矿结构Zn1-xCdxO禁带宽度随Cd含量的变化关系,与实验结果符合较好。(5)对二元A1-Os合金的结构及电子结构的第一性原理研究表明Al3Os2相的合金化能力远大于Ali3Os4、Al2Os和AlOs。合金的体弹模量与合金中Os的比重呈线性关系。电子结构的计算结果显示,Al2Os是间接带隙半导体材料,带隙为0.322eV,其余三相均显示导体的性质。