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ZnO是一种具有较大激子束缚能的宽直接带隙半导体。ZnO材料因其良好的应用前景而被广泛研究,ZnO材料被用在太阳能电池、激光二极管、紫外激光器、表面声波器、压电传感器和气敏传感器。ZnO材料的制备方法有很多种。磁控溅射技术具有装置简单,沉积速率快,基底温度低,表面平整度好,形成薄膜透明和层间密度高等优点。静电纺丝法是制备纳米尺度纤维的通常且有效的方法。 本文着眼于ZnO材料在紫外激光器中的应用潜力,运用磁控溅射技术制备了Mg-Al共掺的ZnO薄膜,并运用X射线粉末衍射仪研究了薄膜的微结构,运用荧光光谱仪研究其光学性质,运用电化学工作站研究其电学性质。X射线衍射显示不同Mg:Al薄膜都具有六角铅锌矿结构且具有沿(100)晶向的择优取向。随着Mg:Al增加,晶粒尺寸具有先降低后增加的趋势。当 Mg:Al比值是3:1时,晶粒尺寸达最大值。紫外-可见光谱表明薄膜对可见光具有80％的高平均透过率。Mg:Al为0:1,1:1,3:1的ZnO薄膜的光学带隙依次是3.31,3.32,3.37eV.光致发光谱表明每种薄膜有定位在386,410,463和499 nm的四个发光峰。其中蓝峰归因于电子从 O空位(Vo)到价带顶的跃迁。当 Al:Mg增加,对应两个样品的 I-V曲线显示整流行为。Mg: Al比值为1:1的薄膜比1:0的表现出更高的电导。光照后,I-V曲线偏离了整流特性。 另一方面我们运用静电纺丝技术制备了稀土元素Pr掺杂的ZnO纳米纤维,运用扫描电镜和透射电镜研究了纳米纤维的形貌性质,运用 X射线光电子能谱研究了纳米纤维中的物质组成,重点运用静态气敏测试仪研究了不同 Pr掺杂浓度对ZnO纤维的醋酸气敏性能的影响。纯的和Pr掺杂的ZnO(2 wt%Pr,8 wt%Pr)纳米结构表现出ZnO的六角铅锌矿结构晶格。Pr7O12的衍射峰只存在于8 wt%Pr掺杂的ZnO纳米纤维中。纯ZnO和8 wt% Pr掺杂ZnO纳米纤维是纳米粒子连接成的纳米纤维。2 wt%Pr掺杂ZnO的表面形貌是球形的纳米ZnO晶形岛屿。与纯ZnO纳米纤维相比, Pr掺杂ZnO表现出更高的气敏性质。对醋酸的探测中,随着Pr掺杂浓度的不同,Pr掺杂的ZnO纳米结构展示不同的最佳工作温度。