新一轮工业革命带动着信息时代的发展,人们对于信息传输的需求不断增加,技术革命带来的新型产业对于集成化的要求也越来越高,随着元器件尺度的不断缩小,集成电路中结构的复杂程度也显著提升,此时电互联面临着种种局限,如延迟高、带宽小和信号干扰大等,硅基光电子学利用光信号作为新的传输媒介,发挥其高宽带、高传输效率和高抗干扰性等特点,成为集成电路领域新的研究热点。硅基光源作为硅基光电子学的重要组成部分一直以来受到较多关注,由于硅是一种间接带隙半导体限制了其发光效率的提升,因此解决硅能级结构限制问题,研制出具有实用效益的硅基光源是研究者面临的一项挑战。1540nm的红外光源对应光纤通信的最小损耗窗口,是目前硅基稀土离子掺杂的研究热点。Tb₂O₃是一种P型直接带隙半导体,与Si的晶格失配仅为?1.3%,可以用作稀土发光的合适基质材料。本论文以Tb₂O₃半导体作为基底,利用磁控溅射技术制备了稀土掺杂硅基Tb₂O₃红外电致发光器件,研究分析了其发光机理,并取得了如下研究成果:（1）Tb₂O₃:Er红外电致发光器件的研究。利用磁控溅射技术制备了Tb₂O₃:Er红外电致发光器件,对Tb₂O₃:Er薄膜进行了结晶性能和表面形貌进行了表征,得到了Er³⁺的特征发光峰,分析讨论了其发光机理。通过改变Er³⁺的掺杂浓度、发光层的退火温度和退火时间,探讨掺杂浓度、退火温度和退火时间对于器件发光性能的影响。（2）Tb₂O₃:Yb红外电致发光器件的研究。通过磁控溅射的方法在硅衬底上制备了Tb₂O₃:Yb薄膜,并通过系列退火处理和镀电极处理得到Tb₂O₃:Yb电致发光器件,实现了红外发光,得到了稀土粒子Yb的特征发光。通过调节变量,包括掺杂浓度、退火条件等,改善器件性能,寻找最佳实验条件。