LiNbO<,3>（LN）集光电、压电和热电效应于一身，是一种光学性能优良的铁电材料。LN晶体已经被广泛应用于制备各种激光器件、声表面波器件和光调制器件，一度被认为是在光信息处理中取代Si的最佳材料。虽然LN薄膜器件的研究目前还处于起步阶段，但是其在光电集成中已展示出十分广阔的应用前景。在LN薄膜集成器件研究中面临的最大难题是：尽管原则上LN薄膜具有光波导、光调制和光检测的功能，但它并不具有光发射特性。这极大地制约了LN薄膜在全光器件中的应用。所以制备高效率的LN薄膜复合发光材料就成为一个很有意义的研究课题。本文利用LN本身的特点，把LN的铁电性和发光材料有机地结合起来，成功地制备了LN型铁电薄膜的Si基或者蓝宝石基的复合发光材料，为LN在光电集成中的应用提供了有价值的实验基础。本论文获得的主要结果如下： 1、研究了如何利用脉冲激光沉积技术在硅基上生长高c取向、化学剂量比的LN薄膜。我们对比了各种生长条件（衬底温度、生长气压、激光能量密度等）对薄膜质量的影响，发现对薄膜化学剂量比产生关键影响的是薄膜的生长气压（PG）。为了从理论上描述生长气压的影响，我们提出了圆柱形刚壁模型。实验表明由于Li和Nb的原子量不同，在溅射过程中具有的散射半径也不同，这决定了能分别对它们产生影响的气压值也不同，因此生长气压（PG）存在两个与Li和Nb本身相关的气压值：PLi和PNb（pLi＜PNb）。它们把PG分为三个区间。当 PG时，P<,G>几乎对薄膜的化学剂量比没有影响，而且得到的薄膜中包含固定比例的Li缺失。当P<,Li>≤P<,G>≤P<,Nb>时，P<,G>的变化将强烈地影响薄膜的化学剂量比。当PG>P<,Nb>时，P<,G>的改变不再影响薄膜的化学剂量比。但因为气压影响了溅射粒子到达衬底的能量，薄膜的沉积质量会受到影响，生成多晶或者非晶的薄膜。该理论模型可以和实验结果很好地符合。其结果能够被广泛应用于利用脉冲激光沉积生长多组份薄膜中。 2、研究了SiO<,2>/LN（：Fe）/SiO<,2>结构的光致发光性质。我们用脉冲激光沉积将LN薄膜包封在两层SiO<,2>层之间。样品在氧气中1000℃退火30min后呈现出很强的紫外光致发光。由于样品的紫外发光峰形是不对称的，我们将其高斯分解为两个子峰，其峰位分别位于3 10（α-带）和346 nm（β-带）。当我们用掺铁的LN薄膜代替LN薄膜后，β-带消失，α-带随着退火时间的延长逐渐红移而且发光强度相应增加。光谱分析表明α-带来源于位于LN和Si0<,2>界面处带一个正电荷的E'缺陷；而β-带来源于LN（：Fe）薄膜中内在缺陷的光学跃迁。在LN的光折变效应的框架下我们讨论了样品光致发光谱的增强机理。 3、鉴于在SiO<,2>/LN（：Fe）/SiO<,2>结构中β带发光起源的争论，我们深入研究了产生这－β－带的缺陷结构特征。实验中发现经过和碱性物质高温固相反应或者电化学腐蚀的Si片会出现位于370 nm的强紫外发射。对红外吸收谱的分析暗示这样的紫外发光与1170 cm<`-1>的红外吸收肩峰有关。扫描电镜显示在NaOH电化学腐蚀的Si表面呈现许多直径约为200-300 nm的硅球。我们发现经过Na<,2>SiO<,3>水溶液处理过的硅片同样可以出现类似的光致发光和红外吸收。这表明键合在Si表面的［SiO<,3>］基团与370 nm的紫外发光有密切关联，密度函数理论计算证实了我们的实验结果。对370nm紫光发射机理的认识为制备SiO<,X>基发光材料提供了重要的理论基础。 4、用脉冲激光沉积在（O12）取向的α-Al2O<,3>晶体上生长一层LN或者LiTaO<,3>（LT）薄膜，然后在表面覆盖一层a-Al<,2>O<,3>或者a-SiO<,2>。样品在1000℃氧气中退火后，LN薄膜逐渐倾向于高c取向，并且变为准单畴结构。样品产生的界面电场导致了α-Al<,2>O<,3>中微量的Cr<`3+>发光中心的发光增强。我们深入研究了LN（LT）/α-Al<,2>O<,3>结构中的界面电场形成机理，发现界面电场来源于在居里点附近退火过程中LN（LT）界面出现的极化电荷。这样的极化电荷能导致α-Al<,2>O<,3>晶 体的受迫极化。受迫极化引起的晶格畸变改变了Cr<'3+ > 的晶体场，从而大大增加了载流子的跃迁几率，使Cr<'3 > R线的光致发光强度大大增强。 5、对LN薄膜声光器件的研究作了初步探讨。介绍了目前薄膜声光器件的研究进展，研究过程中遇到的问题和解决方法，乐观地预言了制作LN薄膜声光器件的可行性。此外我们还介绍了本人参与其他研究工作，特别是研究了SiC纳米颗粒的发光特征和制备了有序LT纳米岛阵列。