ZnO作为Ⅱ-Ⅵ族宽禁带半导体材料具有非常优异的光电特性，已成为可见和紫外发光和探测领域的研究热点之一。高结晶质量的ZnO外延薄膜与异质结是制备高性能光电器件的基础，一直以来，提高ZnO单晶薄膜和异质结构的生长质量是ZnO材料研究的重点和难点。本论文利用激光分子束外延（LMBE）技术，尝试在蓝宝石衬底上外延生长ZnO单晶薄膜，并以此为基础探索制备具有高迁移率的ZnO/MgZnO:Ga异质结，并对薄膜的电学和光学以及结构性质进行了对比研究。主要内容包括：（1）研究了氧气分压强、衬底温度以及激光能量密度对ZnO薄膜生长质量的影响。选择c-sapphire作为衬底，在5×10-3Pa~1.8×10-2Pa的氧气分压区间，500℃~700℃的衬底温度区间，8×103mJ/cm2~15×103mJ/cm2的激光能量密度区间，改变生长条件进行薄膜生长，并通过X射线衍射、吸收光谱、光致发光光谱及霍尔测量等手段对薄膜的晶体结构、电学和光学特性进行表征分析，总结出ZnO薄膜的优化生长条件，成功制备出ZnO单晶薄膜。（2）在制备ZnO单晶薄膜的基础上，根据能带理论设计了ZnO/MgZnO:Ga异质结，经过对异质结与单层薄膜光学和电学性质的对比分析，发现ZnO/MgZnO:Ga异质结的电子迁移率明显提高，初步验证了ZnO/MgZnO:Ga异质结中二维电子气的形成，为后续研究工作奠定了实验基础。