硅基发光材料作为达成超大规模光电子集成电路的必要条件一直受到广泛的关注。硅基材料在可见光波段的光致发光源自于硅的化合物的缺陷结构或者量子限制效应。离子注入技术可以将指定的离子以自定义的剂量注入硅中,这样的硅材料在经过退火以后会形成大量的发光中心。除了改善硅材料本身的发光性能外,在硅材料表面耦合光子晶体或者等离子体增强发光效率也是当前研究的热点。本论文将Si+/N+复合注入绝缘体上硅(SOI)顶层单晶硅薄膜中,后经过退火处理研究了其发光性能与退火温度的关系。然后初步探索了在SOI表面沉积具有光子晶体结构金属薄膜对于发光性能的增益效果。本论文主要的工作如下:1.轻剂量Si+/N+复合注入SOI顶层单晶Si采用离子注入以及快速退火技术,研究了低温退火时N-O键形成到700℃退火时N-O键断裂,并向Si-N和Si-O键转变的过程,以及证实了氮氧复合体对为非辐射复合中心,对于样品的发光具有很强的抑制作用,同时发现了演变规律与氮氧复合体一致的位于390 nm处的微弱发光峰,并推测N-O键成键方位的差异导致其辐射复合中心与非辐射复合中心并存。并发现了源于Si02中O缺陷的400 nm的发光峰、源于SiO2中弱氧键缺陷的位于415 nm处的发光峰,位于445 nm和460 nm处源于中性氧空位的发光峰,位于430 nm源于a-Si3N4中≡Si→N-的电子辐射跃迁的发光峰,以及位于500 nm与N-Si-O中的O缺陷相关的发光峰等等,并由统计得出了经过800 ℃退火样品发光强度最大的结论。2.具有光子晶体结构的表面等离子体增强发光使用时域有限差分法(FDTD)模拟了具有光子晶体结构的金属薄膜对于材料的发光性能提升效果,证明了聚苯乙烯(PS)小球的引入对于发光强度有较好的提升,得出了最佳的结构参数。并结合Langmuir-Blodgett(LB)法密排一层PS小球,使用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀机将小球刻蚀到与模拟结果相符合的尺寸,并蒸镀5 nm的金属薄膜,最终发现三种金属膜均对发光具有一定的增强效果,其中Ag和Al膜增强后发光峰强度与样品原始的发光强度关系不大,但是同样经过Au膜增强的N+注入剂量为1×1014 cm-2的样品发光强度是N+注入剂量为5×1013cm-2的样品2倍,最终对比最强发光峰的强度,Ag膜增强了20倍,Al膜增强了6倍,Au膜分别增强了12倍和20倍。