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随着全球经济和科技的飞速发展,更多的设备向小型化和集成化转变,促进了纳米结构和纳米材料的发展。相比于传统的块体材料,低维纳米材料凭借其独特的物理和化学性质而被广泛研究。发光二极管（light-emitting diodes,LEDs）──新一代固体照明光源──具有体积小,高亮度,寿命长和色彩丰富的优点,一经问世就引发巨大的关注,在照明市场中所占的比重也逐年增加,在不久的将来将替代现有的低效光源并全面占领照明市场。其中白光LED最接近日光,具有最广泛的应用前景。现阶段,通过蓝光芯片与钇铝石榴石（YAG）荧光粉相互作用实现白光发射的方法被认为是最高效白光实现方式,固在市场中占有较高比重。该LED芯片基于氮化镓（GaN）实现蓝光发射,但由于GaN基LED器件原料中镓、铟等元素在地球储量小,制备条件苛刻等因素导致造价昂贵的缺点,限制了其进一步大规模应用和发展。氧化锌（ZnO）和GaN均属于六方纤锌矿结构,Eg（ZnO）=3.37 eV,Eg（GaN）=3.4 eV,其中ZnO还具有激子束缚能高（≈60 meV）,原料丰富,可实现低温大面积高质量生长等优势,是有望取代GaN成为新一代蓝光LED芯片的首选材料。ZnO特征发光峰约为380 nm,属于近紫外区域。能带工程即ZnO与其他半导体实现合金化掺杂可实现ZnO禁带宽度可控调节,其中Ga掺杂n-ZnO通过改变掺杂浓度可以实现从近紫外光到蓝紫光的波长可调,但高浓度掺杂导致发光波峰宽化（缺陷发光强度增加）,急剧降低LED器件发光效率。理论研究表明Ga-N:ZnO合金体系具有均匀、缺陷少、无相分离等优点,且可以实现2.7 eV（460 nm）的禁带宽度。实验上如何实现ZnO材料的Ga-N有效共掺,并探索掺杂对其光电性能的影响规律,对ZnO基光电子器件具有非常重要的意义。针对上述问题,本文采用化学气相沉积法（chemical vapor deposition,CVD）在镀有金（Au）催化剂的c-轴蓝宝石衬底上生长Ga-N共掺ZnO纳米线,并分析了Ga-N共掺掺杂浓度对ZnO形貌、物相、化学成分和光学特性的影响。为进一步实现ZnO基蓝光LED器件做了探索工作。本文的主要研究结果如下:1.通过三步固态扩散（three-step,solid-state diffusion）的方法制备Ga掺杂ZnO纳米线,并探究Ga掺杂对ZnO形貌、物相、化学成分和光学特性的调控作用。传统的CVD方法以氧化镓（Ga2O3）为掺杂源制备Ga掺杂ZnO纳米线受困于原料配比含量,难以实现较高浓度掺杂。本论文通过热蒸发的方式在ZnO纳米线表面进行蒸镀金属镓（Ga）,通过控制蒸镀厚度来控制掺杂含量。具体来说,首先在镀有金（Au）的c-轴蓝宝石衬底上采用CVD方法制备ZnO纳米线,然后利用热蒸发真空镀膜机在ZnO纳米线表面蒸镀金属Ga,最后对样品进行真空退火保证样品达到稳定状态。通过对样品的形貌、物相、化学成分和光学特性分析,发现掺杂后纳米线直径增加,晶格中并入Ga元素导致样品表面变粗糙失去光泽;XPS表明样品Zn 2p/Ga 2p峰峰位发生不同程度的移动,氧空位缺陷浓度发生变化;且随着掺杂浓度的提高,光致发光光谱出现红移,缺陷发光增强。2.采用传统的CVD方法制备Ga-N共掺ZnO纳米线,并探究Ga-N共掺杂对Zn O形貌、物相、化学成分和光学特性调控作用。本论文选取Ga2O3和一氧化氮（NO）为掺杂源,在镀有金（Au）的c-轴蓝宝石衬底上采用CVD方法制备Ga-N共掺ZnO纳米线,通过控制Ga2O3原料配比和NO气流量实现Ga-N可控掺杂。相比于三步固态扩散法,采用一步CVD方式制备Ga-N共掺ZnO纳米线,实现了效率提升。通过对不同样品的形貌、物相和光学特性分析,发现掺杂纳米线长度减小,锥度增加,样品表面变粗糙;XPS表明样品Zn 2p/Ga2p峰峰位发生不同程度的移动,氧空位缺陷浓度发生变化;Ga/N原子的引入,并未使光致发光光谱未实现明显移动,缺陷发光强度无规律变化。