氧化锌(ZnO)是一种极具潜力的宽禁带半导体材料,其禁带宽度在常温下为3.37eV,激子束缚能相对较大,为60meV。因此,ZnO被视为制备紫外探测器、紫外激光器等紫外波段光电器件最具有潜力的半导体材料之一。一维的ZnO纳米材料具有比表面积大,单晶性相对较好等多项优点,因此近年来对ZnO纳米材料的研究越来越成为热点之一。同时,对ZnO进行金属元素的掺杂能够有效调节其禁带宽度,拓宽其应用领域和范围,因此,ZnO纳米材料的掺杂研究备受关注。近年来,不断有关于ZnO纳米材料掺杂的研究进展报道,然而比较常用的生长方法比如说,脉冲激光沉积(PLD)、金属有机化学气相沉积(MOCVD)、电化学沉积等设备都比较昂贵,并且对于操作人员来说过程比较复杂,因此探索一种成本低廉,温度较低,并且操作简单易行的掺杂方法成了一大研究热点。本文采用低温水溶液法在硅(Si)衬底上生长出镁(Mg)掺杂的ZnO纳米棒(ZnO:Mg)。首先利用了磁控溅射法,通过控制各项参数长出了一层厚度适中的ZnO籽晶层,然后再利用低温水溶液法通过控制Mg的掺杂浓度生长出了不同的ZnO：Mg纳米棒。采用扫描电子显微镜(SEM)表征了样品的形貌,结果显示随着Mg掺杂浓度的增加,ZnO纳米棒的尺寸逐渐减小,这说明了Mg的掺杂影响了纳米棒的生长过程。使用光致发光(PL)谱对样品的光学性质进行了测量与表征。结果表明,三种样品都只有非常强的近带边发射(NBE)峰,不存在与深能级缺陷相关的发射峰,这说明三种样品的结晶质量都较好。同时,对比三种样品的PL谱,发现随着Mg的掺入,其NBE峰位出现了很明显的蓝移现象,说明由于Mg的掺杂有效地调节了样品的禁带宽度。并且,半峰宽(FWHM)的变宽也说明Mg的掺杂影响了样品的晶体质量。还用X射线衍射仪对样品结构进行了表征,结果显示Mg掺杂样品的衍射峰位较之无掺杂的样品稍有增大,生长取向性也变差。测试与分析结果均表明：Mg确实被掺进了样品的纳米棒之中且主要以Mg替位(Mgzn)的形式存在,但是Mg的掺入也会在一定程度上降低纳米棒的晶体质量。