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氧化锌（ZnO）是一种Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料，具有标准的六方纤锌矿结构。作为一种典型的发光材料，在蓝绿光、紫外光等短波长发光源方面具有明显的优势，可以用来制备多种发光器件，如平面光波导、透明电极、紫外光探测器、紫外发光器件等。但是，随着科技的发展，人们对器件的应用要求不断提高，ZnO在应用方面的许多不足也日益显现，如激子束缚能不够大、带隙不够宽等。因此，人们将目光放在了ZnO基掺杂材料上。MgO的禁带宽度为7.8eV，远大于ZnO的禁带宽度（3.37eV），Mg2+具有和Zn2+相近的半径(Mg2+:0.057nm；Zn2+:0.060nm)。Mg在ZnO晶格中的固溶度较小，根据掺杂量的不同所形成的Zn1-xMgxO（0≤x≤1）合金的禁带宽度可以在3.37-7.8eV之间连续可调。如今，MgO掺杂ZnO的材料成为人们研究的一个热点。另一方面，ZnMgO禁带宽度的可调性为以“能带工程”为基础的新型半导体器件的开发开辟了新的研究空间。制备ZnMgO的方法多种多样，主要的制备技术有金属有机化学气相沉积法（MOCVD）、脉冲激光沉积法（PLD）、分子束外延法（MBE）、电子束蒸发沉积法（EBED）、磁控溅射法（MS）、溶胶-凝胶法（SOL-GEL）等，每种制备方法都存在各自的优点与不足。尽管ZnMgO薄膜的制备技术已经比较成熟，其结构、带隙及发光特性已进行了广泛而深刻的研究，但是仍然有许多问题需要揭示，如有效控制Mg含量的变化、带隙随Mg含量的变化等问题。我们利用PLD和磁控溅射技术，通过改变制备和退火过程中的条件，获得了具有某些特殊性质的ZnMgO薄膜，对薄膜的结构、成份、带隙及发光特性进行了研究。本论文的具体实验内容和得到的结果如下：（1）以纯度为99.999%的MgO和ZnO粉末混合均匀（Mg：Zn的摩尔比例为1：9），制备出直径为2.5cm的ZnMgO靶材。然后以Si为衬底，在压强为1.0Pa、N2氛围、不同的衬底温度下，采用PLD技术制备了ZnMgO薄膜。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、红外吸收光谱（IR）、光致发光光谱（PL）对ZnMgO薄膜进行了表征。研究表明：400℃时获得晶粒尺寸最大、结晶质量最好的薄膜；计算得出ZnMgO的最大带隙值为4.23eV；紫外发射峰从398nm蓝移到了383nm处。（2）用PLD技术在300℃的温度下，在Si衬底上制备出ZnMgO薄膜。然后，将制得的薄膜在退火炉中进行退火，退火温度为400-800℃，退火氛围为空气，退火时间是15min。研究结果发现，退火温度为500℃时，Mg2+较容易取代薄膜中的Zn2+，此时Mg浓度为26.2%，同时在该温度下获得最大的带隙宽度4.29eV；观察到较强的位于380nm的紫外发射峰，可见光发射较弱，并对产生机理进行了分析。（3）用Mg:Zn=1:4的比例制出直径为7.5cm的靶材，采用磁控溅射技术在Si（111）衬底上制备ZnMgO薄膜，所用的衬底温度为200℃，功率为110W，然后将制备的薄膜分别在180、240、300、360、420℃的温度下、在空气中退火15min。对ZnMgO薄膜的结构、表面及发光进行了表征。发现退火温度在300℃以下时，对薄膜的结构特性影响比较明显；在退火温度为240℃时呈现最强的紫外发射，从电子跃迁的角度分析了产生可见发射的机理。（4）采用磁控溅射技术在220℃的Si衬底上制备出ZnMgO薄膜，实验中所用的功率为120W，氛围为O2:N2=1:4，然后将制备的ZnMgO薄膜在300℃的空气氛围中退火20min、25min和30min。为研究退火时间对所制得的薄膜的影响，通过结构和发光分析表明：退火时间对薄膜的光学特性影响比较明显，观察到紫外峰的红移和蓝移现象；进一步分析了可见光中紫光和绿光的发射原理。