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近些年来,半导体材料在生产生活中发挥着越来越重要的作用。ZnO作为一种直接带隙半导体,具有3.37 eV的禁带宽度,60 meV的激子束缚能,强的抗辐射能力,高的电子饱和漂移速率和热稳定性,在紫外发光、激光和探测等光电子器件方面展现出了巨大的应用潜力。但是,由于缺乏高效、稳定的p型掺杂技术,ZnO基p-n同质结型光电子器件的发展受到了严重的阻碍,因此p-GaN/n-ZnO异质结和金属-半导体-金属（MSM）平面结构已分别成为目前ZnO基发光二极管（LED）和紫外光电探测器研究的主流结构,并且取得了长足的进展。众所周知,ZnO材料中的氧空位等本征缺陷常常导致其具有比较高的电导率（与电子浓度与迁移率的乘积成正比）,这对其紫外光电子器件的性能产生了严重的影响,如造成p-GaN/n-ZnO异质结的发光并非来自ZnO一侧,ZnO MSM紫外探测器的暗电流极大、信噪比低等问题。针对该难题,本论文通过有效调控ZnO材料中的本征施主缺陷,极大地改善了ZnO基光电子器件的性能,取得的主要成果如下:1、通过调控ZnO薄膜中本征施主缺陷和电子迁移率,实现了p-GaN/n-ZnO异质结LED发光波长和来源的有效调控,解决了传统异质结器件中难以获得来自于ZnO层发光的难题。本论文利用MBE设备控制生长条件来调控材料的结晶质量和氧空位等本征缺陷,获得了迁移率和载流子浓度连续可调的ZnO薄膜,构建了p-GaN/n-ZnO异质结LED。结果表明随着ZnO电子迁移率的降低,器件的发光来源由GaN一侧逐步转移到ZnO一侧。当ZnO的电子迁移率为1.7 cm2V-1S-1时,实现了完全来自于ZnO一侧,波长为376 nm的紫外电致发光。2、在p-GaN/n-ZnO异质结LED中,首次在正反偏压下均获得了紫外光发射,并澄清了相关机制,为高性能异质结紫外发光器件提供了新的工作模式。正向偏压下,由于p-GaN和n-ZnO导带阶和价带阶大小基本一致,而ZnO中电子的迁移率明显小于GaN中空穴的迁移率,因此来自于GaN的空穴能很快注入到ZnO一侧,而ZnO一侧的电子向界面或者GaN一侧注入的相对较少,因此实现了以紫外光为主的发射。反向偏压下,来自于GaN一侧满带的电子的遂穿作用同样实现了ZnO一侧近带边紫外光发射。3、通过NH3?H2O溶液处理ZnO薄膜表面,减少了表面缺陷,显著地降低了器件的暗电流,提高了器件的响应度,同时改善了器件的响应速度,为实现高性能ZnO紫外探测器提供了新途径。来自ZnO材料表面的本征缺陷是造成其光电器件性能不高的核心因素之一,本论文研究了NH3?H2O溶液处理ZnO表面对其MSM结构紫外探测器性能的影响,发现NH3?H2O与ZnO反应减少了ZnO材料的表面缺陷,削弱了氧气吸附与解吸附过程,钝化了表面,提升了器件的响应速度（响应时间从316 s降低至7 s）,器件的暗电流降低了大约3个数量级,样品表面平整度的改善降低了光生载流子在表面复合的概率,器件的响应度提高了大约2倍。