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随着电子器件小型化的发展,纳米结构材料引起了人们广泛的关注,具有纳米结构的氧化锌半导体在光电领域具有重要应用价值。虽然氧化锌具有众多优良性能,但其进入工业应用的进程却很缓慢。其中一个重要原因就是,在目前的条件下难以获得稳定性好且成本低廉的p型氧化锌半导体。氧化锌的p型掺杂元素主要是Ⅰ族及V族元素,其中利用V族的锑元素掺杂制备p型氧化锌近年来取得了较大进展,而且目前制备p型氧化锌的主要方法是物理气相沉积法,用溶液法制备p型氧化锌的研究较少。本文对溶液法制备掺杂p型氧化锌半导体材料进行系统了研究。本文用电化学方法,以水基前驱体溶液为电解液,以锑为掺杂元素生长锑掺杂氧化锌(Sb:ZnO)半导体纳米棒。系统研究了电化学沉积Sb：ZnO纳米棒的生长过程。制备了结晶质量高的Sb:ZnO半导体,在此基础上制备了基于Sb：ZnO纳米棒的半导体原型器件。分别表征了Sb:ZnO纳米棒及器件的性能。另外,本文还进一步探究了Sb:ZnO的p型导电性来源,研究了锑掺杂进氧化锌晶格后锑掺杂离子性质的变化,从而为获得更优质的p型Sb:ZnO半导体起到指导作用。本论文完成的主要研究工作和结果总结如下。1)不同沉积电位下Sb:ZnO纳米结构的可控合成与性能。利用循环伏安法研究了不同前驱体溶液成分配比下电化学沉积Sb:ZnO晶体的电化学过程,确定了合适的沉积电位窗口为-0.5V～-0.9V。研究了不同沉积电位下Sb：ZnO纳米棒的生长过程、形貌变化、光学性质及锑掺杂含量。发现可通过改变沉积电位来调节Sb:ZnO晶体的生长过程,最终确定合适的沉积电位为-0.8V。2)不同前驱体溶液组分下Sb:ZnO纳米棒的可控合成与性能。研究了前驱体溶液浓度配比对ZnO沉积初期形核过程及形核率的影响、SbCl3浓度对Sb:ZnO纳米棒生长及光学性能的影响、溶液pH值对Sb:ZnO纳米棒生长及性能的影响等问题.发现可通过改变前驱体溶液组分获得不同形貌及锑掺杂含量的Sb:Zn O半导体。3)不同基板及退火条件下Sb:ZnO纳米棒的特性变化。研究了不同基板上电化学沉积Sb:ZnO纳米棒的生长过程及基板对Sb:ZnO晶体性能的影响。通过溶胶-凝胶法在基板上预先制备ZnO种子层后再沉积,获得了优质的Sb:ZnO纳米棒阵列。在柔性的导电布胶带基底上制备了排列致密,结晶质量高的Sb:ZnO纳米棒阵列。利用二次沉积法制备了树枝状的Sb:ZnO纳米结构和ZnO同轴同质纳米棒结构。通过退火处理,可调节Sb:ZnO中锑的掺杂量。4)Sb：ZnO基半导体原型器件的电学性质研究。内容包括测量n-ZnO/Sb:Zn0纳米棒阵列的电性以确认Sb:ZnO纳米棒阵列的p型导电性；用电子束光刻法制备单根纳米棒样品并测量不同温度、不同气氛下纳米棒的电学性质；用离子束沉积法制备以Sb：ZnO单根纳米棒为基的场效应晶体管并验证单根Sb：ZnO纳米棒的p型导电性。5)同步辐射法探究Sb：ZnO晶体p型导电来源及锑掺杂离子周围局部环境。利用X射线光电子能谱表征了Sb：ZnO晶体中掺杂锑的化合价为大于+3而小于+5,X射线近边吸收谱验证了X射线光电子能谱的结果。扩展X射线近边吸收精细结构谱的拟合结果表明锑原子在氧化锌晶格中替代锌原子的位置并伴随产生锌空位,从而形成Sbzn-2Vzn的复杂缺陷。Sbzn-2Vzn的复杂缺陷作为主要受主使Sb:ZnO晶体呈现p型导电性。