ZnO作为II-VI族氧化物半导体，具有较大的禁带宽度（3.37eV）和较高的激子束缚能（60meV），这使得其能够在室温下实现较低发射阈值的紫外发射。此外，ZnO材料无毒环保、成本低廉、热稳定性好且机械强度高，这些优点使得ZnO在蓝/紫外LED、透明导电极、紫外探测器、薄膜晶体管等光电子器件领域具有广泛的应用前景。然而，由于本征点缺陷的自补偿效应，高质量的p-ZnO材料一直难以得到，这就大大限制了ZnO基同质结器件的研究和应用。近年来，一些研究人员选用其他p型半导体材料代替p-ZnO，与n-ZnO构造了不同结构的p-n结器件。其中，GaAs作为另一种重要的III-V族化合物半导体材料，是当前制备红光LED及近红外光电器件的核心材料。由于具有成熟的掺杂工艺，GaAs成为替代p-ZnO构造ZnO基异质结发光器件的有力竞争者。目前，n-ZnO/p-GaAs异质结还是一个较新的材料体系。该材料体系的研究当前仍处在材料生长研究阶段，有关器件应用的报道较少。本文的主要研究成果如下：1.利用激光脉冲沉积技术在不同的实验条件下制备了ZnO薄膜，利用X射线衍射仪和光致发光测试系统，分别研究了衬底温度、生长氧压和退火温度对ZnO薄膜的结构和发光特性的影响。研究发现，当衬底温度和氧压分别为400℃和10Pa时，ZnO薄膜的结晶质量最好；ZnO薄膜的结晶质量随着退火温度的提高呈先上升后下降的趋势，当退火温度为600℃时，ZnO薄膜达到最佳结晶质量；通过光致发光测试，发现衬底温度、生长氧压和退火温度均会对ZnO薄膜的光致发光产生较大影响。此外，我们结合水热法，在Al2O3（0001）衬底上制备了具有较高c轴取向的ZnO纳米棒阵列，分别研究了有无ZnO薄膜种子层情况下ZnO纳米棒的形貌特征和发光性能。2.利用PLD技术和水热法在p-GaAs衬底上生长了ZnO薄膜和ZnO纳米棒，分别制备了n-ZnO/p-GaAs和n-ZnO纳米棒/p-GaAs异质结器件，并研究了两种器件的形貌结构和光电特性。研究结果表明，n-ZnO/p-GaAs器件的光致发光谱由一个近紫外峰、一条可见光发光带和一个近红外发光峰组成，分析原因分别是激子相关的ZnO近带边发射、缺陷相关的ZnO深能级发射和GaAs中和Be受主能级相关的辐射复合。而对于n-ZnO纳米棒/p-GaAs器件的光致发光谱，没有出现明显的GaAs发光峰，这是由于ZnO纳米棒膜层较厚，一方面吸收了到达GaAs层的激发光，另一方面吸收了部分GaAs的发光。SEM和XED测试表明ZnO薄膜具有良好的c轴取向且结晶度较高。值得注意的是，n-ZnO/p-GaAs的XRD和SEM测试结果同时说明了该样品中存在Ga2O3，分析其原因是在样品制备过程中采取了通氧措施导致GaAs被氧化，在ZnO和GaAs之间形成了一层Ga2O3中间层。此外我们对n-ZnO/p-GaAs在光电探测方面做了测试，发现当反向电压为-2V时，器件的光响应度达到饱和，此时响应度峰值达到10.17A/W；而比探测率（850nm附近）则在-2V达到峰值，探测率峰值为2.06×1010cmHz1/2/W，并且对850nm附近的红外光有较强的选择性（FWHM约为30nm）。