近年来,人们对信息传递速度的要求越来越高,集成电路在向尺寸更小和速度更快的方向发展。传统集成电路都建立在硅基的基础上,由于存在电阻电容延时和强场效应等,集成电路的尺寸已经达到了瓶颈,进一步发展受到了极大的阻碍。而光通信技术的信息传输速度高,不会受到微电子器件尺寸的限制,满足集成电路在传输速度方面的要求,因此,可以用硅基光电集成来解决传统集成电路所面临的问题。制备硅基光源需要同时满足与CMOS工艺相兼容,工作电压低和发光效率高等条件。本论文制备了 CeO₂和Ce₂Si₂O₇薄膜,分别对其进行了稀土离子(Er³⁺,Eu³⁺,S Sm³⁺,Yb³⁺,Tb³⁺和Nd³⁺)的掺杂,制备了发光波段覆盖紫外、可见和近红外的发光器件,并对其发光机理进行了研究。1、利用磁控溅射方法制备了 CeO₂薄膜电致发光器件,获得了白色电致发光,研究了器件的电致发光性能和发光机理。CeO₂器件获得了覆盖可见光区域的偏白色发光,发光来自于其内部的缺陷能级。通过对CeO₂薄膜结晶质量的探索,结合电致发光测试,优化了制备条件。为了改善器件的电致发光性能,我们对CeO₂器件进行了金属铕的掺杂,使薄膜中的氧空位含量增多,导电性升高,使得器件的电致发光强度提高了约10倍。2、制备了CeO₂:Er³⁺ CeO₂:Eu³⁺,CeO₂:Sm³⁺和 CeO₂:Yb³⁺ 的薄膜发光器件,分别获得了 Er³⁺ Eu³⁺和Sm³⁺的特征光致发光和电致发光,获得了 Yb³⁺的特征光致发光,并对发光机理进行了讨论。通过改变离子的掺杂浓度,研究了离子浓度对器件发光性能的影响。通过掺杂Zn²⁺对CeOC₂:Er³⁺器件进行了改善,通过增加Tb₂O₃层对CeO₂:Eu³⁺,CeO₂:Sm³⁺器件进行了改善,使器件的工作电压降低,并使电致发光强度增强。3、利用磁控溅射方法制备了 CeO₂薄膜,通过对其进行还原氛围下的退火,使CeO₂薄膜转化为Ce₂Si₂O₇薄膜,此方法改善了利用电子束制备薄膜发生失氧降低薄膜质量的问题,获得了更高质量的Ce₂Si₂O₇薄膜。通过对Ce₂Si₂O₇薄膜电致发光器件的测试,研究了器件的电致发光性能和发光机理。Ce₂Si₂O₇器件获得了蓝紫色光致发光和电致发光,发光来自于Ce³⁺的5d→4f的跃迁。通过对CeO₂薄膜结晶质量的探索,结合电致发光测试,优化了制备条件。4、制备了Ce₂Si₂O₇:Tb³⁺,Ce₂Si₂O₇:Yb³⁺和 Ce₂Si₂O₇:Nd³⁺的薄膜发光器件,通过Ce³⁺到其它稀土离子的能量传递,分别获得了 Tb³⁺的特征光致发光和电致发光,Yb³⁺和Nd³⁺的特征光致发光,并对发光机理进行了讨论。通过改变离子的掺杂浓度,研究了离子浓度对器件发光性能的影响。通过掺杂Tb³⁺对Ce₂Si₂O₇:Yb³⁺器件进行了改善,使Yb³⁺的发光强度增强。