半导体界面电子结构(主要涉及能级位置、禁带宽度等)以及化学结构(主要涉及化学键、原子周围化学环境等)对半导体器件性能有显著影响。X射线光谱学不但可以表征材料的化学结构,例如:化合物的元素组成和含量、化学键等,还可以获得材料从芯能级、价带到导带的完整电子结构。通过深入分析这些信息,不仅可以揭示制约器件性能的关键要素,为器件优化提供指导,还有助于探索界面处可能存在的独特物理现象。因为碳化硅半导体材料具有宽禁带、高迁移率和稳定的化学性质等众多优点,适合制作“极端电子学”器件;而氧化锌半导体材料具有禁带宽度大、激子能量高等诸多优点在光电器件中有极大的应用价值,因此本文以碳化硅和氧化锌为研究对象,开展x射线光谱学研究,获得材料界面的详细电子和化学结构信息,进而探究影响器件性能的物理机理。具体而言,本论文通过化学气相沉积法制备氧化锌/铜铟镓硒异质结,采用磁控溅射法制备非晶碳化硅/铝掺杂氧化锌异质结。通过扫描电子显微镜、X射线衍射表征所生长薄膜的结构,采用X射线光电子能谱、X射线俄歇谱以及基于同步辐射的X射线吸收谱表征所得样品的界面的电子和化学结构。主要研究成果为:一、采用化学气相沉积法通过调控生长温度在铜铟镓硒衬底上实现氧化锌纳米结构的可控生长,获得氧化锌/铜铟镓硒异质结。利用同步辐射光源的偏振特性,通过变角度测量X射线吸收谱表征了所得样品电子结构的各向异性特征。二、利用磁控溅射法在铝掺杂氧化锌衬底上制备了非晶碳化硅薄膜,并通过X射线光谱学分析了界面处化学结构,发现不仅存在Si-C化学成分,还含有Si-Si和Si-O类化学成分。而且在界面处Si-O成分含量较高,且以高价硅氧化物为主,而薄膜中硅氧化物含量下降,且以低价硅氧化物为主,为相关器件优化提供重要信息。上述成果有助于优化基于氧化锌/铜铟镓硒和非晶碳化硅/铝掺杂氧化锌异质结器件性能,为宽禁带半导体材料薄膜的集成提供基础性技术支撑,对氧化锌在光伏组件方面研究以及非晶碳化硅在在光电化学方面应用提供参考。