ZnO是一种直接的宽带隙的半导体材料，其激子束缚能高达60meV。ZnO基半导体材料作为紫外有前途的候选材料而成为半导体光电子领域研究的热点。要获得高性能光发射器件，关键技术之一就是建立异质结构，将光电器件中的光子和电子限制在阱层内，实现低阈值的受激发射。而ZnMgO合金薄膜被公认是制备ZnO基紫外激光器件适宜的势垒材料，研究ZnMgO合金和ZnO/ZnMgO量子阱结构是十分必要的。本论文针对以上问题进行研究，取得的主要结果如下：　　 1.利用等离子辅助分子束外延(P-MBE)的方法，在蓝宝石c平面上外延生长了ZnO，Zn1-xMgxO合金薄膜。原位反射式高能电子衍射仪(RHEED)显示样品是二维生长的，ZnO是c轴择优取向的，XRD的最大半宽度(FWHM)仅为0.05度。优化生长条件，通过改变氧气的压力，实现了Mg组份(x)的精确控制。在0＜x＜0.2组份范围内得到了具有单相六方结构的Zn1-xMgxO合金簿膜，并且在较低O流量的情况下实现了Zn1-xMgxO薄膜的二维生长。在Zn1-xMgxO典型六角纤锌矿结构的合金薄膜中获得了室温下强的紫外发光，并通过变温光致发光(PL)光谱详细的研究了紫外发光的机制，将其归结为自由激子的发射。　　 2.利用X射线光电子能谱(XPS)确定了ZnO/Zn0.85Mg0.15O异质结的带偏移，证实了ZnO/ZnMgO是Ⅰ型的能带结构，其导带偏移和价带偏移的比值为3∶2。利用P-MBE方法制备了具有不同阱宽的ZnO/Zn0.9Mg0.1O单量子阱，通过室温和变温光致发光谱对样品的发光特性进行了研究。在室温下，来自ZnO阱层的发光峰被归结为自由激子发光；随着阱宽的减少，观测到由于量子限阈效应引起的发光峰蓝移的现象。计算了阱宽为3nm的ZnO/Zn0.9Mg0.1O单量子阱样品的一级子带能级，得到导带和价带第一子能级分别为49和11 meV。　　 3.利用P-MBE的方法，在M-Al2O3上生长了不同阱宽的ZnO/Zn0.85Mg0.15O多量子阱和非对称双量子阱。开展了两种结构样品的发光特性研究，都观察到了明显的量子限阈效应。非对称双量子阱和量子阱相比具有更强的发光。通过量子阱和非对称双量子阱发光的比较，进一步确定了非对称的结构，验证了非对称双量子阱中载流子从窄阱向宽阱的遂穿。研究非对称双量子阱的自发辐射。在较高激发密度下，观察到了非对称双量子阱的超辐射过程。这被归结为来自于激子-激子碰撞的P带发射。