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ZnO∶Ga晶体是一种集透明导电、超快速衰减闪烁和紫外发射等各项优异性能于一体的多功能、直接带隙、宽禁带半导体材料。多组分、重掺杂的厘米级ZnO∶Ga的单晶生长及其电学、光学性质随掺Ga浓度变化规律亟待系统性深入研究。钽酸镁材料即MgTa2O6、Mg4Ta2O9和Mg3Ta2O8具有优异的微波介电性能和非线性光学性能。其中Mg4Ta2O9还是一种紫外发光的荧光材料，其晶体的闪烁性能研究尚未展开。 提出并采用移动助熔剂光学浮区法生长ZnO∶Ga晶体的新技术，使用9.3at％(B2O3)+16.3at％(MoO3)+6.7at％(Nb2O5)+67.7at％(ZnO)做助熔剂成功生长出ZnO∶x wt％Ga2O3(x=0、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60、0.70、0.80、0.90、1.00)晶体，其实际组分x=0、0.089、0.110、0.294、0.404、0.482、0.559、0.647、0.656、0.701、0.867，其生长速度为0.3～0.5mm/h。晶体透明，颜色随Ga2O3掺杂量的增加由浅蓝到深蓝变化。其直径9～14mm，长46～120mm，最大尺寸为Φ12mm×120mm。粉末X射线衍射图谱显示其为纯相，横截面圆片样品测得的面X射线衍射图谱显示其沿<001>方向择优生长。X射线单晶衍射和X射线双晶摇摆曲线表征其结晶质量良好。 系统研究了所生长的ZnO∶Ga晶体的电学和光学性质随掺Ga组分的变化关系。ZnO∶Ga晶体的电阻率随着掺Ga2O3的质量百分数增加到0.5wt％而迅速减小至最小值1.083×10-3Ω·cm，而后随着掺Ga2O3含量的增加而增加。霍尔迁移率随着掺Ga2O3含量的增加从纯ZnO的95.5cm2/V·s减小至GZO-0.5wt％晶体的32.3cm2/V·s，再减小至GZO-1.0wt％晶体的18.4cm2/V·s。载流子浓度随着掺Ga2O3的质量百分数增加到0.5wt％而升高到最大值1.78×1020cm-3，然后随着掺Ga2O3的质量百分数增加而缓慢降低至GZO-1.0wt％晶体的6.3×1019cm-3。GZO-0.5wt％晶体具有最低的电阻率1.083×10-3Ω·cm和最高的载流子浓度-1.78×1020cm-3。ZnO∶Ga晶体的室温脉冲X射线衰减曲线图表明GZO-0.5wt％晶体具有最短的衰减时间0.79ns，该类型发光占总的光输出94％。室温光致发光谱和X射线激发发射谱显示ZnO∶Ga晶体的近带边发射峰随着组分的增加产生蓝移并且展宽。变温光致发光谱显示ZnO∶Ga晶体的近带边发射峰随着温度从室温一致降低至80K而持续蓝移且半高宽变小。 采用微下拉法生长出浅黄色透明的Mg3Ta2O8晶体，其生长速度为0.2mm/min，尺寸为Φ1.2mm×19mm，具有正交结构，晶胞参数为a=0.38087(12)mm，b=1.0034(2)nm，c=1.0206(3)nm。该方法生长出的黑色MgTa2O6晶体，其生长速度为0.2mm/min，尺寸为Ω(2～3)mm×60mm，具有四方结构，晶胞参数为a=0.46821(3)nm，c=0.91382(7)nm。该方法生长出的无色透明Mg4Ta2O9晶体，其生长速度为0.05mm/min，最大尺寸为Φ1.2mm×97mm，具有六方钛铁矿结构，晶胞参数为a=0.51625(10)nm，c=1.4062(4)nm。为了长大晶体并进一步提高Mg4Ta2O9晶体的结晶质量，光学浮区法被采用。逐步优化生长条件后，裂缝较少的无色透明的最大尺寸为Φ4mm×621m1m的Mg4Ta2O9晶体棒被生长出来。 X射线激发发射谱显示光学浮区法和微下拉法生长的Mg4Ta2O9晶体在紫外波段都具有两个发射峰。在近红外波段，光学浮区法生长的晶体的XRL谱图上没有发射峰，微下拉法生长的晶体的XRL谱图上有2～3个发射峰，其可能是由组分偏移及缺陷引起的。对所有生长的Mg4Ta2O9晶体进行脉冲X射线激发衰减时间谱测试并比较得出，最优样品的衰减时间常数包含三部分:429.7ns(3.3％)、5234.1ns(79.9％)和慢发光成分(16.8％)。γ射线激发的光产额和能量分辨率测试表明Mg4Ta2O9晶体的光产额约为16000photons/MeV，能量分辨率为6.2％。