ZnO是一种重要的直接宽禁带II–VI族半导体材料,室温下的禁带宽度是3.37eV,激子束缚能大约是60meV,它在光电器件、化学和生物传感器等方面有很多潜在的应用价值。制备一维ZnO纳米材料的方法很多,相比于其它制备一维ZnO纳米材料的方法,水热法具有造价低、设备简单和可以大批量生产的优点。本文以水热法为基础,在GaN/Al₂O₃衬底上成功制备了直径在30-60nm的ZnO纳米棒,并从其微结构表征、生长机理、光致发光性能等方面进行了较多研究。主要研究内容和研究结果如下:（1）利用Zn（Ac）₂.2H₂O溶液和氨水,用水热法直接在GaN/Al₂O₃衬底上生长ZnO,结果得到了花状的ZnO结构,并对其水热生长机理做了较为细致研究。扫描电子显微术（SEM）、x射线衍射（XRD）及其光学光谱（光致光谱和拉曼）等结果显示花状纳米结构是由纳米棒构成,ZnO是其唯一产物,然而,其单晶取向性较差,带边峰发光峰强度较弱。（2）改进实验条件,用溶胶-凝胶法在GaN/Al₂O₃衬底上镀上一层ZnO种子层,然后用Zn（NO₃）₂.5H₂O溶液和C₆H₁₂N₄溶液作为水热反应溶液,在镀有ZnO种子层的GaN/Al₂O₃衬底上制备了ZnO纳米棒。通过XRD和SEM对ZnO纳米棒的形貌和生长取向进行了分析;Raman光谱显示ZnO的特征峰(439cm^-1)最强;而PL谱的结果表明ZnO纳米棒阵列的带边发射峰位于385nm处,还可见与杂质相关的绿光发射带。实验还还探讨了不同衬底、反应物浓度、反应温度、反应时间和种子层的退火温度对生长ZnO纳米棒形貌和其光学性能的影响。最后,对ZnO纳米棒的水热生长机制和光致发光性能进行了研究。