我们利用分子束外延(MBE)在Si(100)衬底上生长ZnO薄膜，为消除ZnO与Si衬底材料之间由于热胀系数不同所造成的薄膜裂痕，生长的温度设定为室温。由于Si(100)衬底表面与ZnO材料之间存在对称结构、晶格常数、电荷平衡方面的不匹配，导致外延的ZnO薄膜难以得到较高的晶体质量。为了解决和改善这方面的问题，我们在外延ZnO薄膜之前对Si衬底的表面分别进行了Mg沉积、Zn沉积、氧化以及氮化四种预处理。为进一步探究各种预处理对改善ZnO晶体质量的影响，我们分别利用X射线衍射(XRD)、光致发光谱(PL)以及原子力显微镜(AFM)对ZnO薄膜的晶体结构、光学特性、表面形貌进行测试，并对测试结果做出系统比较。通过与无预处理样品的比较和分析，发现Mg沉积预处理给ZnO薄膜引入额外的压应力，而其他三种预处理都对无预处理样品存在的张应力有缓解作用，其中氮化预处理的效果最为明显。由XRD相应衍射峰的强度对比也发现，氮化预处理明显提高了ZnO薄膜的晶体结构质量。在PL测试中，经过Mg沉积，Zn沉积和氧化预处理的样品几乎没有带边发光峰出现，表明了这三种预处理降低了晶体质量，引入了过多的非辐射复合缺陷中心。对于经过氮化预处理的样品出现比无预处理样品更加强的发光峰并且有明显的峰位蓝移，这都表明了晶体质量的显著提高。在表面形貌方面，经过氮化预处理的样品表面晶粒大小和形状更加均匀，并且表面粗糙度(RMS)也有明显的降低。而其他预处理在对面形貌的影响不明显。从各个方面综合分析，氮化预处理对于Si衬底外延ZnO薄膜的结构特性、光学性质、表面形貌方面都表现出显著的改善作用。　　对于不同预处理对ZnO薄膜性质所产生各异影响，我们从界面组分结构和界面电荷平衡两个方面进行了阐释。我们利用俄歇电子能谱AES深度分析对ZnO/Si生长界面的组分构成进行测量。观察发现，由于生长初期氧原子的扩散成键使各个样品的衬底界面处均不同程度的形成非晶SiO2层。然而对比发现，对应不同预处理的样品所形成的界面层厚度有明显的不同，其中氮化预处理对于抑制Si衬底表面氧化，减小界面非晶SiO2的厚度的作用最为显著。这为后续ZnO的外延提供了更好的界面，从而解释了氮化预处理显著改善ZnO薄膜晶体质量的现象。从衬底界面处的键合模型分析我们同样可以得出，氮化预处理很好的衔接了Si衬底到ZnO的外延生长使界面处于电荷平衡状态，进一步减少了界面不匹配对ZnO的生长所造成的不利影响。随后我们进一步探究了不同氮化预处理时间对ZnO薄膜质量的影响。通过对样品进行XRD、PL、AFM测试，我们对不同预处理时间对ZnO薄膜晶体结构、光学性质和表面形貌的改善效果进行了分析比较。探究发现，ZnO薄膜各项性质表现并没有随预处理时间增长而愈良好，最终得出的最优化氮化预处理时间为10分钟。　　另外，我们也对MgZnO合金的相分离现象进行了初步探究。为了得到高Mg组分的单晶相的纤锌矿MgZnO合金，我们利用MBE在c面Al2O3衬底上制备了短周期生长的ZnO/MgO超晶格薄膜，由于原子的自发扩散和各层电子能带结构的相互影响使其成为等效MgZnO合金薄膜。为了达到控制调节合金等效能带宽度的目的，对于不同的样品我们对ZnO层和MgO层的生长时间比进行了调控。首先利用XRD测试样品的晶相分离情况。通过对测试结果的对比分析，发现间隔生长并没有因为ZnO层的牵制作用使得MgO层能在极短的生长周期内保持纤锌矿的结构，最终导致MgZnO合金薄膜依然存在相分离现象。其中ZnO层和MgO层的生长晶向分别为纤锌矿[0002]和岩盐矿[111]，因此我们可以得知MgO层的生长继承了衬底和ZnO牵制层的六角对称性，然而其结构是岩盐矿(111)而不是纤锌矿(0001)的构建。对此我们需要探寻更多的衬底晶面获得高Mg组分高晶体质量的纤锌矿相的MgZnO合金。