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ZnO是一种拥有优秀光电、压电和非线性光学性质的宽禁带(3.3eV)半导体。作为一种重要材料，它被广泛的应用于制造诸如表面声波装置、太阳能电池、传感器、紫外探测器、光学波导等一些先进设备上。特别的，在ZnO中进行MgO的掺杂可以有效的提高禁带宽度并且提升紫外区的光透性能。虽然ZnO具有六方晶结构(a=3.24A，c=5.20A)，与具有立方晶相的MgO在结构上相差甚远，Zn2+和Mg2+相似的离子半径使六方晶相的MgxZn1-xO(x≤0.33)成为可能。x≥0.33时，MgxZn1-xO可以呈现六方-立方混合相或者单纯的立方晶相。
自从1998年Ohtomo首次成功的在蓝宝石衬底上生长六方晶相的MgxZn1-xO薄膜以后，对纤锌矿MgxZn1-xO薄膜性质的研究一直都在进行。Schmidt研究了其介电性质并且对折射率进行了估算。Bundersmann对x≤0.20时的MgZn1-xO薄膜的声子模式进行了研究。C.W.Teng等人测算了x=0.24和x=0.36时的折射率和吸收系数。但是，对六方晶相MgxZn1-xO薄膜基本光学性质的系统研究，比如透射率、折射率、折射率分布，光致发光以及波导性能的研究仍然缺乏。这些性质对MgxZn1-xO薄膜在实践中的应用而言是直至关重要的。因此，本文对MgxZn1-xO薄膜的这些基本光学性质进行了测量和讨论，得到了如下一些有意义的结果：薄膜制备和薄膜的晶体结构：
本文用PLD设备在石英玻璃上成功的制备了MgxZn1-xO薄膜。从XRD图谱可以看到，所有的薄膜都只有(0002)和(0004)两种衍射峰，表明其具有单一的六方晶结构和C-取向。Mg在这些薄膜中的含量很大程度上取决于生长温度和压强。随着Mg含量的增加，衍射峰向着更高衍射角的方向移动。晶格常数c也相应的减小，并且在x=0-0.2的范围内近似呈线性分布。所有的薄膜(0002)衍射峰的半高宽度都在0.2-0.3°之间，显示了良好的晶格质量。
利用紫外分光分度计，对不同x值的纤锌矿结构进行了测量和分析。在300-800nm的波长范围内，薄膜的透射率比ZnO要高。随着Mg含量的增加，禁带宽度也相应的变大。计算所得的禁带宽度和Mg的含量呈近似的线性关系。另外，用3种方法对薄膜的折射率进行了测量，并对每种方法的准确性和适用性进行了讨论。
在室温下观测到了MgxZn1-xO薄膜的发光性质，随着x的增加，发光峰向着更高能量的方向移动，与吸收带边的位置基本一致。特别的，当x=0.12和x=0.20时，看到发光峰朝着光学吸收边的低能方向作Stoke偏移。薄膜的波导性质是由棱镜耦合法测量的。薄膜的折射率n0和ne分别在TE和TM模式下被测量和计算。计算所得的n0值与根据第三章所得拟合曲线上所取的n0值非常接近。