利用电子束蒸发技术在P型硅衬底上沉积了CeO2/Tb4O7超晶格样品, 将样品置于弱还原气氛中高温退火后, 观察到薄膜样品在488, 544, 588以及623　nm左右出现Tb3+的四个典型发光峰。 结合激发光谱、 吸收光谱以及XRD分析表明, CeO2薄膜在高温下失氧, 发生Ce4+→Ce3+转变, Ce3+吸收紫外光后, Ce3+与Tb3+发生能量传递, 产生发光。 通过改变Tb4O7薄膜厚度, 研究了Tb4O7层厚对超晶格发光的影响, 结果显示在Tb4O7层厚为0.5　nm时, 发光强度最大； Tb4O7层厚大于0.5　nm时, 由于Tb3+间的能量传递, 产生浓度猝灭。 同时, 对超晶格样品在900～1　200　℃之间进行了不同温度、 不同时间的退火, 结果显示在1　200　℃下进行2 h的退火, 薄膜发光强度达到最大。 研究认为, Ce3+的浓度、 氧空位缺陷以及Ce3+与Tb3+间距的变化是导致这一结果的主要原因。

利用电子束蒸发技术在p型硅衬底上沉积了200 nm厚的CeO2薄膜样品, 将样品置于弱还原气氛中高温退火后, 观察到薄膜在385,418 nm以及445 nm左右出现三个明显的发光峰。结合激发光谱、吸收光谱以及XRD分析表明: CeO2薄膜在高温下容易发生失氧反应, 出现Ce4+→Ce3+离子转变, Ce3+离子在紫外光的激发下, 电子由O2p跃迁到5d能级, 再由5d能级向4f能级跃迁, 从而产生强烈的蓝紫外发射, 而445 nm左右的发光峰则来自于SiO2薄膜的缺陷发光。样品选择900~1 200 ℃不同温度退火, 并且在1 200 ℃下进行了不同时间的退火。研究结果显示:在1 200 ℃下进行2 h的退火, 薄膜发光强度达到最大。

研究了铈离子注入和二次退火等因素对硅纳米晶(nc-Si)发光强度的影响。 利用电子束蒸发以及高温退火得到nc-Si/SiO2超晶格结构。 随后将该结构样品分别注入2.0×1014 cm-2和2.0×1015 cm-2剂量的铈离子(Ce3+), 再分别以不同温度对其进行二次退火, 获得多种样品。 通过对样品光致发光光谱的分析发现, Ce3+注入后未经过二次退火的样品发光强度急剧下降。 二次退火后的样品, 随着退火温度的升高, 样品的光致发光强度逐渐增强, 但当温度超过600 ℃时, 发光强度反而下降, 600 ℃为二次退火的最佳退火温度。 注入适当剂量的Ce3+, 其发光强度可以超过未注入时的发光强度, Ce3+的注入存在饱和剂量。 研究表明, 样品发光强度的变化受到铈离子注入剂量和注入后二次退火温度等因素的影响, 并且存在着Ce3+到nc-Si的能量传递。

利用磁控溅射技术在单晶Si衬底上沉积了SiNx非晶薄膜。 样品的傅里叶变换红外吸收光谱(FTIR)显示, SiNx非晶薄膜在812～892 cm-1范围内存在一个较强的吸收谱带。 该吸收谱带对应于Si—N—Si键的伸缩振动吸收(Stretching vibration mode), 其吸收峰峰位随着溅射功率的增大明显红移； 但退火后, 该吸收峰又逐渐蓝移。 结合中心力模型和自由结合模型, 分析了磁控溅射过程中SiNx非晶薄膜的生长机制和内部结构。 研究认为, 随着溅射功率的提高, 薄膜中先后形成Si-N4四面体, Si—N—Si3, Si-N2-Si2及Si-N3-Si等结构, 这几种结构分别对应着Si—N—Si键的不同模式的振动吸收。 随着退火温度的升高, 分子热运动逐渐加剧, 非晶SiNx薄膜发生相分离, 生成Si3N4和Si纳米晶颗粒, 因此, Si—N—Si键的吸收峰逐渐向Si3N4的特征振动吸收峰位870 cm-1靠近。

利用热蒸发技术在硅衬底上制备了层厚不同的SiO/SiO2超晶格样品。 对其光致发光谱进行研究发现, 随着SiO/SiO2超晶格中SiO层厚度的增加, 发光峰在400～600 nm之间移动。 研究表明, 样品的发光中心来自于SiO/SiO2界面处的缺陷发光(界面态发光)。 即在样品沉积的过程中, 在SiO/SiO2的界面处由于晶格的不连续性, 会形成大量的Si—O悬挂键, 这些悬挂键本身相互结合可以形成一定数量的缺陷, 同时由于O原子容易脱离Si原子的束缚而产生扩散, 因此, 这些悬挂键可以与扩散的O原子结合, 随着SiO层厚度的增加, 在SiO/SiO2的界面处先后出现WOB(O3≡Si—O—O·), NOV(O3≡Si—Si≡O3), E′中心(O≡Si·), NBOHC(O3≡Si—O·)等缺陷, 这些缺陷在SiO层厚度增大的过程中对发光先后起到主导作用, 从而使得发光峰产生红移。

对F、P共掺杂光纤预制棒退火后的表面晶化行为进行了研究.由改进的化学汽相沉淀法制备的氟和磷共掺杂二氧化硅光纤预制棒玻璃样品在6 h的1 150 ℃控温加热处理后，其表面发生晶化.用X-射线衍射仪观测其晶相，主要为α-方石英，可使玻璃具有二阶光学非线性；用光学显微镜观察了其表面形貌并对结晶微粒的大小进行测量，知晶粒大小在十几到几十μm之间，会造成散射损耗的增加.实验结果,还显示氟对结晶过程有很大的影响.

通过电子束蒸发方法以及高温退火处理,得到nc-Si/SiO2超晶格。将样品分别注入剂量为2.0×1014 cm-2和2.0×1015 cm-2的Ce3+,再对其进行二次退火处理,获得多组样品。通过对样品光致发光光谱的分析发现,样品发光强度的变化不仅受到Ce3+注入剂量的影响,而且也受到nc-Si颗粒大小的影响。在相同注入计量和相同的二次退火处理温度下,nc-Si颗粒较大的样品经Ce3+注入后其发光强度增强较为明显。

利用磁控溅射技术溅射硅靶，通过调节溅射气氛在硅衬底上生长了SiO/SiO2超晶格，热退火处理后超晶格中的SiO发生相分离得到硅纳米晶。通过比较不同退火方式对于硅纳米晶的形成的影响发现，管式炉退火处理的样品给出非常强的室温光致发光，其发光峰的峰位随着硅纳米晶尺寸的增大而红移，且管式炉退火比快速热退火更有利于硅纳米晶的形成。