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制备高质量的纳米材料,并通过掺杂调控其光电性能,是ZnO纳米材料实现广泛应用的前提条件。研究ZnO纳米材料的生长,并深入理解缺陷和杂质的行为,对于获得高质量的纳米ZnO晶体和优异的光电性能具有重要的指导意义。而In掺杂ZnO纳米材料的生长取向、表面形貌和缺陷有着重要的影响,所以本文主要以不同In掺杂含量的ZnO纳米线作为研究对象,通过对生长、光致发光特性及缺陷复合体进行研究,旨在为制备高质量、高性能的ZnO纳米材料提供新的依据。本论文的主要研究工作如下：(1)优化实验参数,采用常规的CVD方法制备In掺杂含量可控的ZnO纳米线。发现In掺杂会改变ZnO纳米线的表面形貌和生长取向,其c-轴[0001]择优取向受到抑制,出现了非常规的[0223]生长方向和由(1010)和(1011)两种晶面组成的锯齿状表面。与常规的ZnO纳米线相比,In掺杂ZnO纳米线具有比表面积大和表面态缺陷低的特点,且具有良好的光催化性能,建立了表面能带弯曲模型对该结果作出了合理的解释。(2)对不同In掺杂含量的ZnO纳米线的低温光致发光谱(PL)进行分析,观察到鲜见的位于3.1eV处的高强度发光峰和一直倍受争议的A线发光峰,而且其强度均与In掺杂含量有关。3.1eV发光峰强度随随温度升高迅速淬灭,大约在180K的温度下完全消失,淬灭激活能约49meV。变激发强度PL结果表明该发射是一个由浅施主到未知受主的DAP复合过程。(3)对In掺杂ZnO纳米线进行表面包覆Al203处理,结果显示3.1eV发射峰和A-line强度在包覆前后没有明显变化,说明这两个发光峰并非来源于表面。A-line极有可能是由In掺杂诱导产生的堆垛层错缺陷引起的。进行Zn气氛和02退火处理,结果表明3.1eV发光峰的起源与Zn空位(VZn)有关。(4)进行EPR和XANES谱测试分析,发现111掺杂ZnO纳米线中的Vzn不是独立存在,而是以InZn-Vzn缺陷复合体的形式存在。通过第一性原理计算,得出InZn-Vzn复合体的离化能为0.23eV并且富氧条件有利于其形成。建立InZn-Vzn的多能级模型解释了3.1eV的发光机理、随温度淬灭现象和49meV激活能的来源。