高质量的ZnO薄膜作为一种发光半导体材料，因为高质量ZnO薄膜所具有的优良的物理性质和独特的化学性质，使得ZnO薄膜在研究和制备方面具有广泛应用前景。高质量的ZnO薄膜也因为它本身所具有这些优良物理性质和独特化学性质，使得高质量ZnO薄膜在制作太阳能电池电极、气敏压敏元件电极、以及在紫外探测器件、场发射显示器等各种重要器件的制备方面都有实际巨大的作用。国际上也出现了许多以研究ZnO薄膜作为研究重点的科学研究小组，对于ZnO薄膜的各种应用他们开展了许多有关的科学研究工作。81083

在室温和标准大气压强下，ZnO 表现出它是以六角纤锌矿结构所构成的，然而六角纤锌矿结构的ZnO只会出现在C轴的方向上，Zn原子层和O原子层是堆垛排列的，形式是以AaBbAaBbAaBb……的形式。正是因为如此堆垛排列不具有反演对称性，所以ZnO在C轴方向上的正负电荷分布不对称，从而导致ZnO产生很强的自发极化现象。此外，在ZnO的电子的德布罗意波长可比的微观尺度 上的势阱结构中，会产生诱导的极化现象，原因是因为ZnO的晶格失配从而导致在界面处产生应力，在ZnO薄膜的自发极化和ZnO薄膜的诱导极化两者的共同作用下会引起极化效应，从而使得ZnO的电子的德布罗意波长可比的微观尺度上的势阱中产生了内建电场，方向与C轴方向平行。

在GaN器件的研究中，有用来消除极化效应产生的不利影响的方法，这种方法就是是采用非极性生长，这在GaN器件的研究邻域中是早就已经被证实的行之有效的手段。所以这种方法也可以用在ZnO薄膜的制备上。在2000年，P。Waltereit等人在Nature期刊上发表论文称，已经成功在铝酸锂（001）衬底上制备出m面取向的GaN和AlGaN电子的德布罗意波长可比的微观尺度上的势阱，采用的方法是分子束外延的技术。在铝酸锂衬底的非极性m面生长的电子的德布罗意波长可比的微观尺度上的势阱的光衰减寿命比铝酸锂衬底极性c面取向的样品的光衰减寿命小了一个数量级之多，其非极性m面上的光衰减寿命仅为0。45ns，从这一点可以看出铝酸锂衬底上非极性电子的德布罗意波长可比的微观尺度上的势阱的辐射复合效率比其极性电子的德布罗意波长可比的微观尺度 上的势阱的辐射复合效率要高出许多。此外，衬底的非极性电子的德布罗意波长可比的微观尺度 上的势阱可以非常有效的防止产生量子限域斯达克效应，原因是衬底的非极性电子的德布罗意波长可比的微观尺度 上的势阱不会存在发光峰位的红移现象。在2007年，M。C。Schmidt等人所组成的科学研究小组研究制备出了面积为300×300μm²大小的非极性m面的高质量LED薄膜，其在输出功率和External Quantum Efficiency，也是就外量子效率在通过20mA的偏压下，分别显示出的数值为23。7mW和38。9％。2012年，首尔半导体更是宣布已经量产了非极性GaN-LED这一半导体材料，这种半导体材料的发光效率数值高出目前市场上常用的极性LED半导体材料三倍还要多，发光效率已经达到500lm/W。论文网

Fujimura等人计算研究得出，ZnO薄膜的a面、c面和m面的表面能分别对应的数值为2J/m²，1。6J/m²和3。4J/m²。因此，ZnO薄膜的c面是最容易生长的在这三个面中，第二则是a面，而在m面上ZnO薄膜的生长是最为困难。在所有7种非极性ZnO薄膜的制备方法中，据统计，目前科学研究中使用最频繁最多的方法就是衬底外延法。衬底外延法的原理很简单，就是字面意思，通过在不同材料，不同取向的衬底基片上进行外延，最终制备来获得非极性薄膜。在初期制备完成后，接下来就是对于薄膜性能的调控，控制择优取向这一点在薄膜性能的调控是非常重要的。薄膜的择优取向的方向通常是垂直于衬底表面这一方向。Birkholz等人研究表明，ZnO薄膜生长取向越单一电阻率就越低，因为ZnO薄膜的生长方向与其电学性能有很大的关系。除了生长条件影响很大之外，薄膜的择优取向的方向对于其生长机制的影响也是很显著的。衬底外延法是实现薄膜择优取向生长的一种众所周知的方法，高质量的ZnO薄膜可以在单晶衬底上外延制得，例如蓝宝石衬底和氯化钠衬底等单晶衬底。目前，一些科学研究小组已经使用蓝宝石作为衬底成功的制备出非极性ZnO薄膜，但是高质量的非极性ZnO薄膜的制备依旧是材料科学界的难点和热点问题。