ZnO带隙的自由调控即能带工程对于设计和制备基于ZnO的异质结、超晶格和量子阱结构并扩展它在光电器件领域的应用至关重要,近年来是ZnO材料领域的研究重点和热点。ZnO能带工程主要通过等价阳离子取代(例如:Mg2+、Cd2+部分取代Zn2+)和阴离子取代(O2-被S2-、Se2-、Te2-部分取代)来实现。其中等价阳离子取代以Mg掺杂研究得最为广泛,这是由于Mg2+半径和Zn2+半径比较相近,Mg取代Zn对晶格常数的影响较小,晶格不易发生畸变,而且Mg的掺杂可以较大幅度地调节ZnO的能带结构。但是MgO(立方岩盐矿)和ZnO(六角纤锌矿)不同的晶体结构使MgO在ZnO中的固溶度有限。因此提高MgO在ZnO中的固溶度以扩展其在日盲光电器件上的应用成为当前ZnO相关研究的一个热点。本论文采用脉冲激光沉积(PLD)方法,以自制的MgZnO陶瓷为靶材,02为反应气体,在c面和r面蓝宝石衬底上制备了 MgZn?薄膜。系统地研究了氧分压、衬底温度以及极性和非极性衬底对MgZnO薄膜结构和性能的影响。首先,以c轴取向蓝宝石单晶基片为衬底,自制的Mg元素含量为8 at.%陶瓷为靶材,固定衬底温度为750℃,在不同氧分压条件下制备出高质量的MgxZn1-xO单相薄膜。系统研究了氧分压对MgxZn1-xO薄膜表面形貌、晶体结构、组成成分以及光学性能的影响,确定了生长高质量MgxZn1-xO薄膜的最佳氧分压。结果表明,0.5 Pa氧压下制备的薄膜样品呈c轴高度择优取向生长,晶体质量最好,薄膜透光率达到90%左右。其次,以c轴取向蓝宝石单晶基片为衬底,自制的Mg含量为8 at.%陶瓷为靶材,保持氧分压为0.5 Pa不变,在不同温度下成功制备出了高质量单相的MgZnO薄膜,比较了不同温度对MgZnO薄膜样品的表面形貌、微观结构、组成成分和光学性能的影响。结果表明,随着沉积温度从300 ℃升高到700 ℃,薄膜的结晶质量逐渐得到改善,择优取向度变高,因此高的沉积温度对获得高质量、择优取向的MgxZn1-xO薄膜非常关键。同时衬底温度对薄膜中Mg含量以及薄膜样品的光学带隙具有很大影响,随着沉积温度的升高,薄膜中Mg的含量从17.7 at.%上升到34.5 at.%,光学带隙从3.41 eV增大到3.64 eV。最后,我们使用自制Mg含量不同的MgxZn1uO陶瓷靶,在前期得到的优化沉积氧压和沉积温度下,分别在c面和r面蓝宝石单晶衬底上制备了一系列不同Mg含量的薄膜,进一步研究了薄膜中Mg含量的变化对薄膜的表面形貌、相结构以及光学性能的影响,也比较了极性和非极性衬底对MgxZn1-xO薄膜生长的影响。结果表明,在c面蓝宝石衬底上制备的薄膜当Mg含量在x≤0.575范围内时为单一的六方相结构,当Mg含量在x≥0.663范围内变化时为单一的立方相结构。在r面蓝宝石衬底上制备的薄膜Mg含量在x≤0.329范围内时为单一的六方相,当Mg含量为x=0.583时薄膜出现六方相和立方相两相共存。