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多孔硅具有制备工艺简单、发光效率高、后处理与传统硅平面工艺兼容等优点，是目前最好的硅发光材料，在各种硅光电子器件和光电子集成电路(OEIC)等方面具有诱人的应用前景。通过对多孔硅发展历史的深入调研，我们发现，传统电化学腐蚀法制备的多孔硅中一些基本物理性质，例如多孔硅骨架中纳米晶的分布、量子限域对其光电性能的影响、载流子传输过程等，这些问题没有得到很好解决，很多观点还彼此相互矛盾。而搞清楚它们却是改善多孔硅的稳定性和提高硅基LED、光电探测器等光电子器件性能的基础。本文以硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)为衬底，采用化学气相沉积(CVD)法生长了ZnO薄膜，通过对比分析Si-NPA和ZnO／Si-NPA的微观结构、光学性能、电学性能，对Si-NPA的发光性能、肖特基接触结构的载流子传输过程以及其表面阵列结构对ZnO薄膜生长的模板作用等进行了深入讨论，得到如下主要结果：1．Si-NPA的微观结构和载流子传输过程水热腐蚀方法制备的Si-NPA具有三重层次结构，即微米尺度的硅柱组成的规则阵列结构、硅柱的纳米多孔结构以及组成孔壁的硅纳米晶粒。其中，硅纳米晶呈现零维量子点状特征，在TEM图像上显示出了很高的面密度。利用硅纳米晶的化学活性和纳米孔的模板作用，我们在400℃条件下制备了一种Au纳米线和纳米晶粒组成的复合结构体系。对Ag／Si-NPA／Si／Ag二极管结构的电流-电压关系及其与温度关系的测试结果表明，载流子传输过程主要由量子隧穿电流和热电子电流两种机制决定，在高偏压区域，前者发挥主要作用，而在低偏压区域，后者发挥了主要作用。2．ZnO／Si-NPA核壳结构的光学性能以Si-NPA为衬底、用化学气相沉积法制备了具有规则阵列结构特征的ZnO／Si-NPA纳米复合体系。实验结果显示，组成ZnO／Si-NPA阵列的每个柱子均呈现核壳结构。不同于衬底Si-NPA的红光和蓝光发射，ZnO／Si-NPA在紫外光区和蓝绿光区呈现出两个强的宽发光峰。分析表明，紫外光发射应归因于ZnO晶体的带边激子跃迁；而蓝绿光发射则来自于ZnO晶体本征缺陷所形成的两类深能级复合中心上载流子的辐射跃迁。3．Zno多晶薄膜的电学性能采用化学气相沉积在Si-NPA衬底上生长了一种多晶氧化锌薄膜。研究表明，如此制备的氧化锌薄膜由平均尺寸为～10μm的氧化锌晶粒紧密堆砌而成。四电极法测量出ZnO／Si-NPA的面电阻率为～8.9Ω·cm。对ZnO／Si-NPA纵向Ⅰ-Ⅴ曲线的实验测量和理论分析表明，ZnO／Si-NPA异质结中载流子的传输过程有两种机制：在较高的电压区域由热电子发射机制主导，而在较低的电压区域由量子隧穿机制主导。