二氧化锡（SnO₂）是典型的N型半导体材料,具有宽的直接带隙（3.6eV）,和较大的激子束缚能（120meV）。此外,SnO₂材料在可见光区域具有高透过率,并且具有良好的导电性、耐腐蚀性和高稳定性的优点,已广泛应用于透明导电玻璃、太阳能电池、气敏传感器等领域。然而,在SnO₂晶体的量子态中存在偶极禁戒跃迁现象,无法产生带隙直接跃迁,这极大地降低了SnO₂自由激子带边跃迁和辐射复合的几率,因此SnO₂材料在光电器件中的应用受到限制。目前,通过制备SnO₂纳米结构或利用高温退火处理,来改变材料的晶体结构,可打破偶极禁戒跃迁并实现SnO₂材料在发光器件中的应用。本文采用脉冲激光沉积技术（PLD）制备了SnO₂薄膜,并进行了高温退火处理,研究了SnO₂材料的晶体结构以和光电性能;在此基础上,设计并制备了基于SnO₂薄膜的异质结发光二极管（LED）,研究了器件的电致发光特性,并利用能带理论分析了器件的发光机理。本文主要工作包括以下内容:1.采用水热合成方法和脉冲激光沉积（PLD）方法制备了不同结构的SnO₂材料。通过扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）及X射线衍射研究了SnO₂材料的形貌及结晶结构。此外,实验中还通过高温退火技术对SnO₂材料进行了退火处理,SnO₂薄膜经700℃退火处理后由非晶结构变成含纳米晶的复合结构,并观察到SnO₂薄膜的光致发光（PL）现象。2.利用脉冲激光沉积技术在p-GaN衬底上制备了n-SnO₂薄膜,构建n-SnO₂/p-GaN异质结LED。在正向偏压下,该器件表现出较强的黄橙光发射带（600-700nm）以及一个较弱的紫光发射峰（中心波长为400nm）。与光致发光谱相比,黄橙光发射带是由于SnO₂薄膜缺陷能级中载流子的重组而引起。而紫光发射峰则与GaN的深能级相关。3.为改善SnO₂异质结LED的发光性能,分别以AlN和ZnS薄膜作为界面层构造了PIN型发光二极管。实验结果表明,由于中间层AlN的插入,不仅可以提高SnO₂薄膜的晶体质量,还可有效抑制电子向GaN一侧注入,消除了GaN相关的光发射,实现了以黄橙光发射为主的电致发光。对于n-SnO₂/i-ZnS/p-GaN异质结发光二极管,发现在正向偏压下实现了以620nm为中心的黄橙光发射,在反向偏压下,实现了以450nm为中心的蓝光发射。利用Anderson能带模型分别分析了两种PIN型二极管的发光机制。