实现硅有效光发射是朝硅基光电集成发展的关键一步。近十多年来,掺铒硅被认为是获得硅基高效发光的最有希望的途径之一。Er³⁺从第一激发态⁴I_13/2跃迁到基态⁴I_15/2时发射能量为0.8eV的光子,相应的波长为1.54μm。这是一个十分重要的通讯波长,此波长对于光纤通讯石英玻璃具有最小的光吸收,在光通讯技术的发展中起了巨大的作用。 本文主要研究了金属蒸发真空（MEVVA）离子源制备的掺铒富硅二氧化硅的结构、电学和光学性能和利用分子束外延（MBE）生长的掺铒多层膜结构及其发光特性。另外,钼（100）表面外延生长氧化镁（100）薄膜上淀积钯与水反应也是研究的一部分。 本文的第一部分主要集中在掺铒富硅二氧化硅的结构、电学和光学性能的研究。在第三章,我们利用MEVVA离子源制备了高浓度掺铒富硅二氧化硅发光薄膜。Er的原子浓度可达到～10at.%,即体浓度约～10²¹cm^-3。由于纳米硅的形成明显提高了吸收截面和降低了非辐射退激发几率,掺铒富硅二氧化硅发光薄膜中1.54μm光发射信号明显增强且温度猝灭现象不明显。掺铒富硅二氧化硅发光薄膜1.54μm光发射与Er在薄膜中存在形式（固溶、偏析和沉淀）和纳米硅有关。能被有效激活的Er是以固溶形式存在,偏析和沉淀的铒没有光学活性。小束流密度、一定注量的注入条件下,可以避免大量的铒偏析和铒硅化物形成。纳米硅镶嵌在二氧化硅中,尺寸在2-6nm范围变化,平均大小为4.5nm。 既然掺铒富硅二氧化硅有可能成为掺铒光波导材料,优化实验参数以便获得高效光发射的研究是必要的。基于上述考虑,在第四章,研究在不同参数条件下