由于能够在单一硅基芯片上实现多种光学功能和多种光电功能的大规模集成，硅光电子已经广泛应用于微电子和通讯领域。光电探测器是硅光电集成的关键器件，对应于带间吸收小于1100nm波长的硅光电探测器已经商品化。然而，要实现在1100nm以上波长工作的红外探测功能，低吸收系数的硅并不被认为是合适的材料。而飞秒激光非平衡硫掺杂的黑硅材料可将硅的吸收波长延伸至2500nm的近红外波段。然而，飞秒激光硫掺杂的微结构硅在近红外区（1100nm-2500nm）的吸收经高温退火处理后显著下降，而退火工艺是消除微结构化的表面层缺陷将非晶硅转化为晶体硅的必要步骤。而且退火温度越高，硫掺杂黑硅对近红外光的吸收下降幅度越明显。因此，基于飞秒激光硫掺杂黑硅在制备探测器件后其近红外高吸收特性失效。飞秒激光硫掺杂黑硅的近红外吸收退火后降低行为的主要原因在于高温退火使得非平衡硫杂质扩散到对红外吸收没有贡献的晶粒边界所致。本文的研究思路是通过同时引入两种杂质原子进行共掺，阻止硫原子在高温退火时向晶界扩散,使黑硅的近红外高吸收特性得以保持。具体方法是在不同种类、不同比例的混合气氛中，利用飞秒激光制备在高温退火后仍然保持很高近红外吸收的黑硅。在氮气和六氟化硫混合气氛中用飞秒激光制作了一系列硫-氮共掺的微结构黑硅样品。与单纯硫掺杂的黑硅相比，一个奇特的性质是，共掺黑硅在低于带隙能量的近红外波段的吸收率在退火之后仍然保持的很好。最终，为验证共掺黑硅材料的红外探测能力，基于退火后的红外吸收性能制作了黑硅红外光电二极管，在1310nm探测光处-5V偏压下得到了高达58mA/W的响应度,比普通硅光电二极管高5个数量级，实现了硅的近红外探测。