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ZnO是直接带隙的Ⅱ-Ⅵ族宽禁带氧化物半导体材料。室温禁带宽度3.37eV,对应近紫外波段,且激子束缚能高达60meV,易实现室温或更高温度下低阈值高效率的激光发射,非常适合制作短波长发光二极管(LED)和激光二极管(LD)。针对ZnO当前的研究热点,我们开展高平整度、低缺陷密度、高晶体质量的极性和非极性ZnO单晶薄膜的生长研究；在高质量ZnO薄膜的基础上,采用ⅠA族Na元素掺杂,开展ZnO的p型掺杂研究。1.采用射频等离子体辅助分子束外延(P-MBE)技术在2英寸c面蓝宝石衬底上生长了高质量的ZnO单晶薄膜。通过引入MgO缓冲层技术,外延生长的ZnO单晶薄膜高分辨XRD摇摆曲线(002)面半高宽仅42.7arc sec,螺型位错密度大幅降低(3.62x106cm-2),提高了ZnO单晶薄膜的晶体质量。所生长的ZnO单晶薄膜具有较高的迁移率,较低的电子浓度,电阻率为0.51Ω·cm,迁移率为55cm2v-1s-1,电子浓度为2.2×1017cm-3。2.采用P-MBE技术在2英寸a面蓝宝石衬底上生长了高质量的ZnO单晶薄膜。所生长的ZnO单晶薄膜高分辨XRD摇摆曲线(002)和(302)面半高宽分别为467.8和813.5arc sec,螺型和刃型位错密度分别为4.35×108和3.38x109cm-2。薄膜具有较高的迁移率,较低的电子浓度,电阻率为0.12Ω·cm,迁移率为77cm2V-1s-1,电子浓度为6.9×1017cm-3。ZnO单晶薄膜具有与完整体单晶相近的优良光学质量,综合性能指标达到国际先进水平。3.采用P-MBE技术在2英寸m面和r面蓝宝石衬底上分别生长非极性m面和a面ZnO薄膜。m面ZnO薄膜高分辨XRD摇摆曲线(100)面和(101)面的半高宽分别为1212.2和1780.2arc sec; a面ZnO薄膜高分辨XRD摇摆曲线(110)面和(101)面的半高宽分别为1725.3和2148.4arc se。在非极性ZnO薄膜的基础上,对非极性ZnMgO薄膜的外延生长进行了初步的研究探讨。获得了Mg含量为14.8at.%的m面ZnMgO薄膜,Mg含量为25.1at.%的a面ZnMgO薄膜。比较不同衬底上生长的非极性ZnMgO薄膜,在同样的条件下,r面蓝宝石衬底上生长的a面ZnMgO薄膜表面粗糙度更小,Mg含量更高。在一定的工艺参数下非极性ZnO薄膜呈现本征p型特征,通过低温PL对非极性ZnO薄膜的本征p型来源进行了初步探索,推断堆垛层错不是或者说至少不全是ZnO薄膜产生p型导电行为的原因。与极性ZnO薄膜相比,初步认为非极性ZnO薄膜更容易实现p型转变。4.采用P-MBE技术,以NaF作为Na掺杂源,分别在2英寸a、r和m面蓝宝石衬底上生长Na掺杂极性和非极性ZnO薄膜。在Na掺杂极性和非极性ZnO薄膜中都获得了呈弱p型信号(空穴浓度低、电阻率高)的样品。经二次离子质谱(SIMS)和X射线光电子能谱(XPS)等分析,Na在薄膜中分布均匀,Na掺入ZnO中取代Zn的晶格位置,形成Nazn起受主作用。比较它们的Na掺杂量,非极性Zn0薄膜在Na掺入量较少的情况下就能获得弱p型导电信号。与极性ZnO薄膜相比,非极性Zn0薄膜更容易实现p型转变。尽管这些Na掺杂p型ZnO薄膜的电学性能还不是太理想,但是NaF掺杂源的首次成功使用以及在非极性ZnO薄膜中的p型掺杂尝试等都是ZnO的p型掺杂领域里的开创性工作和有益探索,为实现ZnO的p型掺杂开辟新的途径。