氧化物半导体材料的光电特性一直以来都是人们研究的热点,不仅有大量的理论文献资料,同时,大量的实验研究证实了半导体氧化物在光电领域具有潜在应用。ZnO作为一种典型的半导体氧化物材料,其优越的性质决定了其在光学,光电子学,生物,医药,催化,环境等诸多领域的广泛应用。但是ZnO自身的一些不足限制了其应用的进一步发展。而金属纳米结构特殊的光电学性质,让它在光学,光电子,生物等领域被广泛研究应用。本论文利用金属纳米结构的奇异光电特性,将其用于修饰ZnO纳米结构,研究其光致发光,紫外光敏感以及电化学敏感特性,得到了以下研究成果：(1)金属包覆的ZnO颗粒薄膜,其光致发光特性显示,ZnO纳米颗粒薄膜的厚度和晶粒尺寸,不仅影响其自身的光致发光特性,而且会改变金属Ti或Al包覆层与ZnO薄膜间形成的表面等离子体耦合共振强度。厚度为～267nm的ZnO薄膜,Ti金属包覆后,薄膜的紫外发光强度能够增强为纯ZnO薄膜强度的19倍,同时可见发光却被抑制了；金属Al包覆后薄膜的紫外发光强度增强了大约5倍。Ti和Al的不同增强结果,主要原因在于,Ti金属的表面等离子体能量和ZnO近带边激子复合能量相接近,因此在ZnO/Ti界面处形成了较强的耦合共振,提高了激子辐射复合效率,产生了较大的紫外光发光强度的增强。另外,研究证实了,当金属层厚度增加时则会使入射光被大量吸收,造成金属-ZnO界面处表面等离子体耦合共振强度的减弱,使得器件紫外光发射产生猝灭现象。(2)在上述研究启发下,论文首次研究了ZnO纳米结构的形貌对ZnO/Ti耦合作用强度的影响,并深入探讨了SP的作用机理。制备了金属Ti层包覆不同退火温度的ZnO薄膜,其光致发光特性显示,金属微结构的表面等离子体耦合能与金属纳米结构的间距δ和金属纳米结构的平均粒径d相关,即δ/d增加金属表面等离子体共振强度反而减小。由此得到700。C退火的ZnO薄膜为Ti层提供了最小的δ/d的基底结构,ZnO/Ti界面处的耦合共振强度最强,ZnO薄膜的紫外发光,相对于单纯的ZnO薄膜紫外发光强度提高了将近15倍。以上两部分的研究为后续金属表面等离子体增强半导体材料光致发光提供了一定的理论和实验研究依据。(3)利用旋涂法制备ZnO-Ag异质结构纳米薄膜,形貌,结构表征结果证实了Ag原子在ZnO颗粒内部大部分以纳米团簇形式存在。其紫外光响应结果表明,Ag纳米团簇的出现增加了ZnO薄膜中的电子浓度,同时降低了Au电极和ZnO薄膜之间的肖特基势垒。加速了纳米颗粒表面氧吸附和脱吸附速率,结果显示ZnO-Ag复合结构的薄膜光响应速度相对于纯的ZnO薄膜的提高了近20倍。这部分结果为后续研究金属半导体异质结构光电转换器件提供了实验依据。(4)本论文最先将静电纺丝法制备的Sn02和ZnO-SnO2复合纳米管用于光电化学探测,并且根据能带理论分析了复合纳米管对H202光电化学探测的机理。从形貌结构表征结果得到样品是颗粒组成的复合纳米管结构。PL结果表明复合纳米管有丰富的表面缺陷态,即活性位点。光电化学H202测试结果表明,ZnO-SnO2复合纳米管电极相对Sn02纳米管电极有较高的灵敏度,主要由于复合纳米管相对纯的Sn02纳米管能够将光生电子空穴有效的分离,并且有较快电子迁移率和大量的表面活性位点。另外,基于上述研究结果,利用水热和提拉法制备了Pt纳米颗粒修饰的ZnO纳米线阵列,并研究其对H202的电化学敏感特性。研究表明,Pt颗粒的加入不仅扩展了器件对H202探测的响应范围,而且Pt修饰的器件其响应时间缩短为单纯ZnO纳米线阵列器件的～1/9。这部分结果为半导体复合材料、半导体／金属纳米材料在H202电化学传感方面的应用提供了一定的实验依据。