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ZnO是一种被广泛关注的宽禁带半导体，在室温下，其禁带宽度为3.37eV，能量对应于光谱中的近紫外波段，可用来对该波段的辐射进行探测；激子束缚能60meV，可用于制备室温下的短波长激光器件；热稳定性和化学稳定性高且抗辐射能力强，制备的器件适用范围广且寿命长。ZnO在掺入低浓度Al离子时可以形成良好的替位式半导体，制备出高性能的透明导电氧化物薄膜（TCO）；在掺入高浓度Al离子时可以形成合金半导体，调控其光学禁带宽度，制备出可对日盲区紫外辐射进行探测的功能薄膜。基于不同的Al离子浓度，ZnO基薄膜材料能在民用与军事方面实现特殊的功能，发挥不同的作用。基于此，本论文在ZnO中掺入不同浓度的Al离子，并在优化的工艺条件下，分别实现了电阻率为3.8×10-4Ωcm，可见光区透过率达到90%的ZnO:Al（AZO）透明导电薄膜；以及光学禁带宽度为4.41eV，对应吸收截止波长281nm的Al0.3Zn0.7O日盲紫外光电阴极薄膜的制备。深入分析了材料的结构与性能，对基础理论进行了探讨，并对这两种薄膜材料各自功能的实现机制进行了详细论述。本论文的主要内容如下：首先，探索了提高透明导电氧化物薄膜AZO结晶质量的制备方法，得到了优化的掺杂浓度与制备条件。实现了高效Al替位掺杂，降低了了电子迁移过程中的散射几率，从而提高了电子迁移率，实现了AZO薄膜高的电导率和可见光透过率。通过系统的分析表征，得到了其光电性能参数，以及薄膜的内部结构、缺陷状态、薄膜组分等信息。验证了其相对于ZnO薄膜而言高的迁移率（32cm2/Vs）；证实了锌空位（VZn）在薄膜中的大量存在。采用不同气氛中的原位退火处理，验证了反位取代缺陷OZn为产生光致发光（PL）谱中绿光发光峰的主要原因。其次，基于Burstein-Moss效应的理论基础，提出了实现日盲紫外探测光电阴极薄膜的方法，并成功制备出了该Al0.3Zn0.7O薄膜。利用高浓度Al离子产生的大量电子，并且根据ZnO导带底较窄、有效态密度较小、对数量较多的电子无法完全容纳的特点，迫使电子占据导带底以上的电子态，实现了费米能级进入导带的简并状态。这种状态同时实现了光学带隙的展宽和表面功函数的减小。对Al_0.3Zn_0.7O阴极薄膜的研究结果表明，该薄膜处于无定型细微结晶的状态，表面平整度很高，且自身具有抑制氧吸附的能力。其光学禁带宽度约为4.41eV，对应的吸收边为281nm，符合日盲紫外探测的波长范围。光电子能谱证实了其价带和导带的展宽量，开尔文探针测试标定了其表面势垒的大小。这些结果表明该薄膜符合作为日盲紫外光电阴极材料的条件。利用上述两种薄膜共同构造了日盲紫外探测器，并采用了特有的Cs激活方式对薄膜进行修饰。该探测器对254nm的紫外辐射有很高的光暗响应比，对波长更长的辐射则没有响应，证实了电子在光辐射作用下直接从价带跃迁到导带的响应过程。在0.5mW/cm²的辐射功率和80V偏压下，得到的光暗电流比约为10³。在周期性光暗变换状态下，该探测器的响应特性十分清晰，证明了器件的重复使用性。同时，光谱响应也证实了该探测器的响应波段与日盲紫外相符。Cs激活使薄膜表面吸附一层Cs原子，利用其自身功函数低的特点（¹.8eV），进一步降低薄膜表面处的功函数，使电子发射时需要越过的势垒高度变低，增大量子效率。通过对探测器I-V曲线的理论推导和拟合，得到了电子发射的类型。最后探究了真空度、激活以及外置偏压对表面势垒的影响，为整个体系的进一步研究打下了基础。