ZnO是直接跃迁型宽禁带半导体材料，室温下的禁带宽度为3.37 eV。ZnO具有六方纤锌矿结构，它的激子结合能高达60 meV，这一特性使它具备了室温下短波长发光的有利条件。此外，ZnO具有很高的导电性，它还和其他氧化物一样具有很高的化学稳定性和耐高温性质，而且它的来源丰富，价格低廉。这些优点使它成为制备光电子器件的优良材料，极具开发和应用的价值。ZnO薄膜可以在以下方面有良好的应用：太阳能电池、ZnO发光管和激光器、紫外激光探测器、与GaN互为缓冲层、光电器件单片集成应用、表面超声波器件、压敏器件、气敏传感器、红外和紫外的阻挡层等。目前对ZnO的应用研究主要集中在p型ZnO薄膜的实现和p-n结的制备、缺陷行为和载流子特性的研究、ZnO半导体紫外激光器的制作、高质量硅基ZnO薄膜的生长等方面。 本论文研究通过超声雾化热解(USP)方法制备ZnO薄膜，并进行了以下几个方面的研究。1)利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)等工具分析样品的形貌和结构，探讨利用超声雾化热解方法的制备工艺原理以及最佳条件。2)采用V-Ⅲ族元素共掺杂，制备掺杂的ZnO薄膜，实现ZnO的p型转化，考察它的光电性能的变化情况。3)分别制取N掺杂、Al掺杂和N-In、N-Al族元素共掺杂的ZnO薄膜，通过测量光致发光特性，进而尝试分析N元素及Al、In元素在ZnO结构中的作用。 探讨了超声雾化的过程，分析了超声波对前驱体雾化过程和效果的影响情况，认为雾化微粒的直径与溶液的种类(表面张力及密度)和超声振动的频率有关。同时重点分析了热解过程和ZnO沉积薄膜生长的过程。结合前人关于Zn(CH3COO)2前驱体溶液在热作用下发生物理化学变化的过程，确定了前驱体溶液反应的动力学过程，分析了存在的影响薄膜性质的各种参数。 对于影响ZnO性质的工艺参数，本论文着重对沉积时间做了探讨。通过制备不同沉积时间的薄膜，对比分析了不同沉积时间薄膜的结构变化，形貌变化和光致发光情况。经过三者的分析表明，随着沉积时间的增加，薄膜的厚度增加，在开始沉积的时候，ZnO以晶核为中心，生长出一个个岛状结构。由于衬底与ZnO结构晶格失配较大，以及物理化学反应过程对它的影响，生长过程中缺陷很多。并且，随着晶体的生长，这些缺陷对晶体结构造成的影响会不断放大，尤其是导致多次成核作用引起的差异生长现象，以致晶体在某一方向生长一段时间后会停止，从而形成一个个小晶粒堆积的状况。在薄膜较薄的时候，晶粒以c轴方向择优生长。而随着薄膜厚度的增加，定向生长变差。 用N-In共掺杂制备了p型化的ZnO薄膜。通过分析不同In含量下ZnO薄膜的结构、形貌、电学性能和光学性能，得出以下结论：In的掺入使得ZnO中总体缺陷减少，晶粒外形更规则，c轴取向性更好。In的掺入提高了N在ZnO中的固溶度，可以使ZnO实现p型化转变。ZnO p-n结的成功制作证明了这一点。In的含量增加对ZnO薄膜的光电性能影响较为复杂；当前驱体溶液中In的比例大于0.03后，可以显著改善ZnO薄膜的电学性能和光学性能。本论文研究还就ZnO薄膜的光致发光做了较详细的研究，分析了光致发光与薄膜结构缺陷的联系。通过对比试验，分析了不同含量的掺杂剂作用下ZnO缺陷结构和种类的变化情况。 总体来说，本论文主要在USP法和掺杂研究方面做了一些基础性的工作，取得了一些成果，但是很多方面需要继续深入研究。