近二十年来，硅基稀土掺杂发光材料及器件得到了广泛的研究。作为一种常见的宽禁带氧化物半导体材料，TiO2已被证明是一种较为理想的稀土发光基质材料。近年来，我们研究小组实现了多种硅基稀土掺杂TiO2薄膜发光器件，然而其发光性能还有待进一步增强。此外，用简易的湿化学法制备硅基稀土掺杂TiO2薄膜并以此为基础制备发光器件也有待尝试。本论文通过在稀土掺杂TiO2薄膜中共掺钇(Y)，实现了稀土电致发光的增强；通过溶胶-凝胶法制备了稀土掺杂TiO2薄膜及其发光器件。　　本研究主要内容包括：⑴利用溶胶-凝胶法，在重掺 p型硅片（p+-Si）上分别旋涂了 TiO2、掺 Er的TiO2(TiO2:Er)及掺Eu的TiO2(TiO2:Eu)薄膜，随后在氧气氛下进行650℃热处理。在此基础上，制备出基于TiO2/p+-Si、TiO2:Er/p+-Si、TiO2:Eu/p+-Si异质结的三种器件。三种器件均能实现电致发光，其中 TiO2:Er/p+-Si和 TiO2:Eu/p+-Si这两种异质结器件所发出的与稀土离子相关的电致发光是由 TiO2基体中与氧空位相关的束缚激子复合向邻近的稀土离子进行能量传递而引发的。⑵利用射频磁控溅射法，在经过1100℃热氧化5min的重掺n型硅（n+-Si）衬底上分别沉积共掺三种不同含量 Y的 TiO2:Er（TiO2:(Y,Er)）薄膜，然后在氧气氛下进行720℃热处理。在此基础上，制备出ITO/TiO2:(Y,Er)/SiO2/Si多层结构的器件。研究表明，Y的共掺使TiO2:Er薄膜由单一的锐钛矿晶相转变成为以金红石相为主的金红石相与锐钛矿相共存的状态。与基于TiO2:Er薄膜的器件相比，基于共掺5at% Y的 TiO2:(Y,Er)薄膜的器件在可见及近红外区域（-1.54μm波段）的电致发光强度均显著提高，在-1.54μm波段的最大光功率密度可达到120μW/cm2，约为基于TiO2:Er薄膜的器件的三倍。分析指出：在TiO2基体中共掺入Y会进一步扭曲Er3+离子周围的晶体场，导致Er3+离子周围的晶体场对称性降低，从而使得 Er3+离子4f能级间跃迁的几率增大。另外，Y的共掺还有利于提高 Er3+离子在 TiO2基体中的分散性，从而减小浓度淬灭效应。以上两个原因使得Y的共掺可增强TiO2:Er薄膜发光器件的电致发光。⑶利用射频磁控溅射法，在经过1100℃热氧化5min的n+-Si衬底上沉积共掺Y的TiO2:Eu（TiO2:(Y,Eu)）薄膜，随后在氧气气氛中进行720℃热处理。在此基础上，制备了基于 ITO/TiO2:(Y,Eu)/SiO2/Si多层结构的器件。研究表明：在相同注入电流下，与基于TiO2:Eu薄膜的器件相比，基于TiO2:(Y,Eu)薄膜的器件的电致发光强度显著提高，这表明通过在TiO2基体中共掺Y来增强稀土掺杂TiO2薄膜电致发光具有相当的普适性。