室温下观察到多孔硅和纳米晶硅发光，打开了Si基光电集成的大门，多孔硅的脆性和来源于制备过程的化学污染限制了它在光电器件中的应用。但是镶嵌在二氧化硅介质中的纳米晶硅(nc-Si/SiO2)因机械强度高，发光稳定性好，制备方法与集成电路制备方法相兼容，所以具有广阔的应用前景。 　　制备nc-Si/SiO2方法很多，最常用的方法是先制备SiOx薄膜，再进行高温热处理。热处理过程中发生相分离，形成Si和SiO2相。本文用真空蒸发镀膜技术在Si或二氧化硅基体上制备SiOx薄膜，经过后续处理形成nc-Si/SiO2体系。用X射线光电子谱(XPS)和X射线衍射谱(XRD)及拉曼谱(Raman)对未经过热处理的SiOx薄膜和经过1100℃热处理形成的nc-Si/SiO2体系进行了表征。 　　本文首先研究了SiOx薄膜在不同温度下热处理后的光致发光特性，以更好地理解纳米晶Si光致发光。从分子动力学角度分析薄膜热弛豫过程，结合拉曼谱分析，确定峰位在620nm的荧光主要是缺陷荧光，但不排除Si团簇荧光。峰位在710nm的荧光来自于nc-Si。特别讨论了为什么900℃热处理后荧光很弱的问题。 　　量子点最基本的特性是具有量子尺寸效应。所谓量子尺寸效应是指随着尺寸的减小(或增大)，量子点发射的荧光峰能量位置蓝移(或红移)。 　　最后一个问题是如何在量子尺寸效应基础上进一步提高nc-Si的荧光强度。因为至今尚没有Si基激光器，所以提高nc-Si发光强度具有重要意义。