ZnO是一种多功能的直接带隙宽禁带(3.37eV)半导体材料,其激子束缚能为60meV,因而在室温下具有高效的激子发射。在发光二极管、半导体激光器以及太阳能电池等领域,ZnO具有广阔的应用前景。本论文针对ZnO纳米材料在发光二极管中的应用展开了一系列研究工作,获得了如下研究结果:利用氧化石墨可成膜的特性设计出了一种全新的方法用于ZnO/GaN异质结结顶电极的制备:将氧化石墨溶液旋涂到阵列顶端,随后成膜的氧化石墨有效地遮盖了纳米棒间的空隙,为结顶电极薄膜的沉积起到支撑作用;再采用脉冲激光沉积法生长结顶电极ZnO:Ga导电薄膜;最后氧化石墨经高温退火处理被去除掉,从而实现ZnO:Ga薄膜与阵列直接接触,即获得了器件的结顶电极。研究结果表明此方法有效地克服了传统方法的不足。成功研制出n-ZnO/p-GaN异质结发光二极管,并研究了该器件的电致发光特性。与传统发光二极管只在正向偏压下实现电致发光不同,该器件在正、反向偏压下都实现了电致发光。在正向偏压下,n-ZnO/p-GaN的电致发光谱主要是中心位于650nm的可见发射;在反向偏压下,其光谱由365nm的紫外和430nm的蓝光发射组成。结合样品的光致发光谱、变温电致发光谱以及不同注入电流下的电致发光特性,研究表明正向偏压下的发光来自ZnO缺陷相关的可见发射,而反向偏压下的发光则来自GaN的近带边以及与Mg受主相关的蓝光发射。基于电致发光的特性,利用n-ZnO和p-GaN的能带理论对该器件的电致发光机制进行了解释。