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作为一种直接宽带隙半导体材料,氧化锌(ZnO)在室温下的带隙宽度为3.37eV,并具有高达60meV的激子束缚能,有望在室温乃至更高温度下实现高效的紫外激子发光。可是,ZnO作为光电功能材料距离大规模应用于发光器件仍面临着诸多困难,主要表现在以下几方面：(1)氮掺杂制备p型ZnO时,由于位于氧格位的氮分子(N2(o))为双施主型杂质,会对掺入ZnO中的氮代氧(No)受主产生严重地补偿,使得掺杂效率大大降低,而后处理工艺如高温退火又往往造成氮受主的溢出,如何从源头上控制氮分子的掺入就成为实现ZnO基光电器件的关键。(2)截止到目前,通过掺杂获得的p型ZnO薄膜通常都具有较低的迁移率和低的空穴浓度,这成为一直阻碍ZnO在光电子领域取得长足发展的首要瓶颈,研究和消除掺杂过程中形成的施主型补偿缺陷成为亟待解决的问题。(3)稳定、可靠、可重复的高质量p型ZnO薄膜是实现ZnO基光电子器件的必要前提,在过去的十年中,尽管p型ZnO被屡次报道,但是仍没有一种公认的可重复的可靠的、稳定的p型ZnO制备技术。因此,研究影响p型稳定性的因素与机制对于实现基于p型ZnO的短波长光电器件就显得至关重要。本论文针对以上三方面问题分别进行研究,获得的主要结果如下：(1)利用等离子体辅助的分子束外延技术,通过调节射频激活的一氧化氮等离子体(NO)中氮分子(N2*)与氮原子(N*)的比例,有效增加氮替代氧受主的同时又抑制了氮分子替代氧(N2(o))双施主的形成,制备出性能良好的p型ZnO薄膜,该工艺技术简单却有效。(2)针对目前阻碍p型材料实现的ZnO薄膜中存在的高背景电子浓度,从实验上证实在使用分子束外延制备N掺杂ZnO薄膜过程中,由于N与石墨的反应引起的施主型杂质C-N,是补偿氮代氧受主的关键因素。(3)通过等离子体辅助的分子束外延设备在a面和c面蓝宝石衬底上外延生长了氮掺杂p型ZnO薄膜。通过霍尔测量观察,在样品放置过程中,c面蓝宝石衬底上的p型逐渐退化为n型,而制备在a面蓝宝石上的p型ZnO却呈现极高的稳定性。X射线光电子能谱证实,在c面蓝宝石衬底上制备的p型ZnO中受主缺陷No的量呈现显著下降,而双施主缺陷N2(o)的量却有明显的增多。这些变化促成了样品由p型向n型的转变。拉曼谱和光吸收谱显示在衬底失配大的c面蓝宝石上制备的p型ZnO薄膜中残存明显的压应力,该应力促进了No向N2(o)的转变,这被认为是造成p型不稳定的关键原因。