21世纪，科学技术正以其迅猛的发展改变着人们的生活，但随之而来的能源短缺、环境污染及全球变暖等却成为人类生存所面临的首要问题。新型清洁能源的使用成为人类应对危机的必然选择，其中以硅基太阳能电池的发展最为迅速。高质量硅材料可应用于太阳能电池基体材料，其氧化物及氮化物如SiO2和SiNx薄膜具有优良的钝化和减反效果，也是太阳能电池组件不可缺少的部分。同时，SiO2和SiNx等硅基薄膜材料在信息技术领域己得到了广泛应用，如集成电路电容器、电阻器、电感器及存储器等。成本控制与转化率的提高是制约太阳能电池发展的瓶颈，而更高的运行效率就成为光电子及微电子领域所追求的目标。目前，新型半导体材料还处于研究初期，大量基础物理特性和机制还未形成统一的认识，因此还需对其做进一步研究。　　 本论文主要包括以下两个方面工作：　　 1、利用Kronig-Penney模型从理论上计算了Si/SiO2、Si/SiNx/SiO2及Si/SiNx/SiO2/SiNx多层膜结构中量子阱的能带结构，进一步分析了各亚层薄膜厚度对能带结构和有效质量的影响。计算结果表明，适当减少亚层的厚度能使纳米Si薄膜的带隙发生明显宽化。在Si/SiO2超晶格中，Si量子阱层带隙能量随着Si层厚度的变化符合EPL(eV)=1.6+0.7/d2关系，我们的计算结果与之十分吻合。在Si/SiNx/SiO2与Si/SiNx/SiO2/SiNx超晶格系统中，我们的计算表明，可以通过控制各亚层厚度，尤其是Si和SiNx层厚度，有效地控制发光。　　 2、采用LPCVD方法在Si(100)衬底上沉积厚度在630mm的SiO2薄膜，并在N2保护450～1000℃下分别退火20分钟，对SiO2薄膜在高温退火条件下的发光特性进行了研究。利用室温光致发光光谱(PL)、红外光谱(IR)、拉曼光谱及X射线光电子能谱(XPS)对SiO2薄膜的性质进行表征。光致发光谱(PL)中出两个分别位于380nm和720nm处的发光峰，随着退火温度在450～750℃范围内升高，PL谱线发光强度明显增加，并且380nm处的发光峰峰位发生蓝移。随着退火温度从750℃上升到1000℃，各发光峰强度均表现出减弱的趋势。综合红外光谱、拉曼光谱及X射线光电子能谱分析，认为SiO2薄膜发光源自于Si/SiO2界面缺陷。