氧化锌（ZnO）一直以来都是第三代半导体中的热门研究对象,它属于II-VI族直接带隙宽禁带半导体,在新型光电功能器件方面有很大的应用前景。目前常规的ZnO单晶生长方法为水热生长法和助熔剂法,在生长过程中必须加入矿化剂或助熔剂,这会造成生长出来的ZnO单晶中含有一定量的非故意掺杂元素,如:Li⁺,Na⁺等,极大地影响ZnO单晶的结晶质量和光电性能。相比而言,化学气相输运法可以获得更高纯度和结晶质量的ZnO单晶。本文拟通过化学气相输运法,采用同质外延与异质外延的方式获得高质量的ZnO单晶,揭示其结构和光电性能的调控规律,主要内容分为两个部分:1、ZnO单晶同质外延;实验采用新设计的石英安瓿瓶构建化学气相输运外部体系,以水热合成ZnO（0002）基片作为晶体生长籽晶,同质外延生长ZnO单晶,测试分析其结构和光电性能。通过SIMS测试和ICP测试分析表明与水热合成ZnO单晶杂质含量相比,同质外延ZnO单晶杂质含量大幅减少,部分杂质浓度降低一个数量级。未退火的ZnO单晶内部存在氧空位可以通过退火的方式去除;通过残余应力分析,在生长过程中压应力逐渐降低,表明同质外延生长的方式适合生长厘米级、低应力的ZnO单晶。通过荧光光谱测试分析,同质外延ZnO单晶在400⁶50 nm波段有较强的荧光响应;通过霍尔效应测试分析表明退火后的低氧空位ZnO单晶载流子迁移率增大,载流子浓度降低。同质外延可以获得厘米级、低应力、结晶质量优良,杂质含量低、光电性能优良的ZnO单晶。2、ZnO单晶异质外延;实验采用GaN/Al₂O₃（0002）基片作为籽晶异质外延生长ZnO单晶,其中GaN/Al₂O₃基片替换了水热合成的ZnO籽晶,该方法可以有效降低制备成本。异质外延ZnO单晶中央区域较边缘区域有大量凹坑,ZnO单晶内存在有大量氧空位;随着生长时间的增加,ZnO单晶的结晶质量逐渐提高,位错密度逐渐增大,杂质含量逐渐减少;通过透过率分析表明ZnO单晶透过率随生长时间增加逐渐增加;通过霍尔效应分析表明ZnO单晶载流子浓度随生长时间增加逐渐降低,载流子迁移率逐渐增大。由此表明,采用价格相对较低的GaN/Al₂O₃基片可以获得较厘米级、结晶质量较好、杂质含量较低、光电性能良好的ZnO单晶。