本文主要分为三个部分,第一部分利用实验结合第一性原理计算研究了InN的杂质性质和带隙争论。第二部分利用第一性原理和波尔兹曼输运方程模拟了ZnO纳米线的热电性质。最后一部分我们利用化学方法制备了稀土元素掺杂的ZnO纳米颗粒,研究了其上转换发光特性。　　 第一部分,首先利用金属有机化合物化学气相沉积法(MOCVD)在c面蓝宝石或者在GaN缓冲层上制备了两个高质量InN样品。测量发现它们都具纤锌矿结构并且沿[0001]取向。直接在蓝宝石上沉积的样品由于大晶格失配,具有较高的自由电子浓度,测试发现它的光学带隙也相对较高。接下来利用DFT和后期数据处理模拟了InN光学带隙随着n型掺杂程度的变化关系,并且把文中实验数据和前人的实验数据作为对比,发现模拟曲线和实验数据符合很好。说明InN带隙蓝移现象是由高浓度背景电子造成的。为了查找InN样品中背景电子的来源,接下来研究了InN中点缺陷的性质。结合前人研究的成果我们遴选出ON、VN和SiIn三种形成能较低的点缺陷。通过计算发现它们的杂质能级都在导带底(CBM)之上并且远高于导带底。这三种杂质能级都要高出价带顶(VBM)超过1.9eV也就是说它们都足够高而把InN的带隙推至1.9eV。通过研究InN的导带形状发现它在导带底和2.09eV之间(设VBM在0eV)色散严重而在2.09eV之上变得很平滑,说明自由电子很难把InN的带隙推至2.09eV以上,这也得到了实验结果的证实。　　 第二部分,转向钝化前和钝化后不同尺寸ZnO纳米线热电性质的研究。首先利用第一性原理给出纳米线的能带结构,接着利用一维波尔兹曼方程的解模拟尺寸和表面修饰对ZnO纳米线的热电性质的影响。为了便于分析,我们首先讨论了纳米线的晶格结构和电子结构。发现钝化前表面原子弛豫严重而钝化后表面弛豫变得几乎难以觉察。随着纳米线尺寸增大,电导率σ和电子热导率Ke均增大而Seebeck系数S反而减小。表面修饰对σ和κe有抑制作用但会增大S。细纳米线中能实现更高的热电品质因子ZT但是同时它需要更高的载流子浓度作为辅助。ZnO纳米线中掺杂极限的存在使得我们在选择纳米线的直径时要寻求一个平衡。总的来说,未钝化纳米线较钝化后的纳米线热电性质更好。为了让ZnO纳米线和传统热电材料竞争,它的晶格热导率相对体ZnO应该降低大约两个量级。　　 第三部分,我们接着利用溶胶-凝胶法制备了粒径分布在200～400nm之间的ZnO纳米颗粒,并在其中掺杂了稀土离子Er3+或者共掺杂了Er3+和Yb3+。利用波长为980nm的激光激发后它们都可以通过上转换发射出可见光,并且以波长为650nm左右的红光为主。Yb3+的引入有效的增大了发光强度。接着我们对上述纳米颗粒用Mo进行表面修饰,在纳米颗粒表面形成一层3nm左右的多晶MoO3层,在核壳界面处还发现了少量的ZnMoO4的存在。表面修饰对只掺杂Er3+的样品影响不大,但对共掺杂Er3+和Yb3+的体系影响很大:表面修饰后可见光发射强度增大了5.3倍,并且绿光贡献和红光贡献的比例从0.25增大到8。