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稀磁半导体（Diluted Magnetic semiconductors, DMSs）作为一种新兴的功能性材料，可以将电子电荷自由度和自旋自由度结合起来，具有优异的磁，电，磁电等性能，在自旋电子学、光电子领域展现出了非常广阔的应用前景。因此制备出性能优异的稀磁半导体是我们研究的主要目的。ZnO是一种宽带隙极性半导体，具有较高的激子束缚能(60meV)、稳定的化学性能、丰富易得的原料、低廉的价格等优点。ZnO易于掺杂过渡金属离子，并且根据理论计算ZnO基稀磁半导体具有较高的居里温度（Tc）。因此ZnO基稀磁半导体成为目前的研究热点。本实验应用水热法，制备过渡金属掺杂的ZnO稀磁半导体。通过改变掺杂离子种类和掺杂离子浓度，研究其对ZnO基稀磁半导体磁性能的影响。本论文的主要内容概括如下：1.使用氯化锌、氯化铁和碳酸铵作为原料，通过简单的水浴反应成功制备了碳酸锌和碱式碳酸锌掺杂铁的混合前驱体。煅烧前驱体得到多孔ZnO:Fe微米材料。XRD和SEM表明产物为纤锌矿结构的ZnO多孔纳米片。EDS和XPS对样品的成分进行分析，表明Fe元素是以+3价形式进入ZnO晶格中，替代了Zn2+。ZnO的带隙随掺杂量的增多而逐渐减小，室温荧光光谱表明，Fe离子的掺杂浓度越大，ZnO缺陷浓度越低，荧光强度减弱。这是由于形成了杂质能级使得ZnO的缺陷浓度降低。气体传感实验表明，适量掺杂的ZnO对丙酮和异丙醇的传感效果增强，而过量掺杂反而会减弱传感效果。磁性能研究表明，ZnO:Fe具有较好的室温铁磁性，居里温度高达350K。随着铁离子掺杂量的增大，饱合磁化强度明显增强。另外，磁性研究还发现，ZnO自身也具有室温铁磁性。金负载后的ZnO:Fe饱合磁化强度减弱。2.使用醋酸锌、醋酸锰和碳酸铵作为原料，通过简单的水热反应成功制备了碳酸锌和碱式碳酸锌掺锰的混合前驱体，煅烧前驱体得到ZnO:Mn稀磁半导体。研究了反应条件如反应物浓度、添加表面活性剂，改变溶剂等对产物的形貌的影响，并对合成产物的光、磁性能进行研究。结果表明，ZnO:Mn为六方纤锌矿结构的多孔纳米花球。Mn元素是以+2价形式进入ZnO晶格中，替代了Zn2+。锰离子掺杂量对ZnO的缺陷浓度有一定的影响，掺杂浓度越大，ZnO缺陷浓度越低，荧光强度越弱。ZnO:Mn都有室温铁磁性，居里温度约380K。随着Mn掺杂量的增多，饱和磁化强度增强。另外发现，ZnO纳米花球自身也具有室温铁磁性。金负载后的ZnO:Mn其饱合磁化强度减弱。