晶体Ge、Si材料是间接带隙半导体,具有较小的光学带隙宽度和非常低的光辐射效率,且发光峰位于近红外,这在一定程度上限制了Ge、Si材料在光学器件方面的应用。随着薄膜生长技术的进展,人们可以在原子量级制备或组装纳米材料或薄膜,纳米半导体薄膜在光学、微电子学等方面表现出许多奇异特性和广泛的应用前景,引起了人们的重视。特别是近年来,Ge纳米晶镶嵌在介质母体材料中表现出各种各样的光学特性,受到越来越多的研究者关注,人们期待着将这种优越光学特性的特性展现在光电子以及量子器件当中。然而,到目前为止,对于Ge纳米晶镶嵌在介质母体材料中的研究主要集中在SiO₂材料,并且对于其表现出来的光致发光的机理尚不十分清楚,很难给出一个圆满确切的统一解释。这其中的主要原因是镶嵌有纳米晶复合薄膜有多种不同的工艺制备方法,薄膜组成成份复杂,增加了我们对薄膜材料结构和成份的了解。本文通过使用脉冲激光沉积技术,制备出Ge/Lu₂O₃、Ge/SiO₂等高K介电复合薄膜材料,采用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和光致发光谱（PL）等检测技术对所沉积和退火后的薄膜表面形貌、微观结构和光学特性进行表征和分析。同时我们采用Rietveld原理,使用Fullprof软件对样品的XRD谱线进行全谱拟合,从拟合的结果中我们得出,在所有沉积和退火后的样品中Ge纳米晶晶体结构没有发生任何变化,依然为立方晶系,但镶嵌在薄膜中的Ge纳米晶键长都有不同程度减小。通过对Ge/Lu₂O₃、Ge/SiO₂沉积和退火后样品的PL性能测试,在Ge/Lu₂O₃复合薄膜中出现光致发光中心在454nm和458nm附近的驼型峰,结合TEM分析表明:454nm和458nm附近的发光峰,是由于Ge纳米晶周围包覆着一层GeO_x（0≤x≤2）形成壳层结构（core-shell）,而这个壳层结构中存在大量Ge/O缺陷,成为激子辐射复合中心。通过比较沉积和退火后样品的PL强度变化,进一步说明驼型峰的机理是壳层结构（core-shell）中的Ge/O缺陷发光。通过对两种薄膜材料的光致发光强度的比较,Ge/Lu₂O₃薄膜的光致发光强度更强。