近年来,Si基光电子学得到快速的发展,由于硅基光电子器件具有低成本,与微电子工艺兼容等诸多优点。成为未来实现高速光互连芯片的关键技术之一。为了实现Si基光电子器件的单片集成,希望能突破Si基材料间接带隙特性的局限,制备出有效的Si基光源。SiGe/Si量子阱在光学和电学上表现出许多新的特性,通过量子限制效应以及弛豫衬底技术调控应变等方法剪裁能带,有望获得高效发光Si基量子结构材料,推动Si基光电器件的进一步发展。本文利用超高真空化学气相沉积系统（UHV/CVD）,采用插入低温Ge层（LTGe）的方法制备Si基SiGe弛豫衬底（弛豫缓冲层）,并在衬底上外延SiGe/Si多量子阱,研究其光学性质。本论文主要工作包括:1.利用UHV/CVD系统,采用插入低温Ge层的方法,制备出Si基SiGe弛豫衬底。系统地研究并优化了低温Ge层,低温SiGe层以及高温SiGe层的生长条件,最终选择在330℃下生长LTGe层,成功制备出薄的表面无失配位错的Si_0.73Ge_0.27弛豫衬底,弛豫度达到91%,粗糙度小于1.8nm,表面穿透位错密度为2.0×10⁵cm^-2,为量子阱的生长提供较高质量的弛豫缓冲层。2.分析了LTGe层对SiGe弛豫衬底的应变调控机理,发现LTGe层起到柔性衬底和表面平整化的作用,证实LTGe层的存在能够减小穿透位错密度,促进弛豫衬底应力的均匀释放,并表明LTGe层的岛和坑状起伏表面,可以有效避免表面布纹失配位错线的产生。3.设计并优化了W型和N型SiGe/Si量子阱结构,通过对载流子波函数交叠的计算.预言了W型SiGe/Si量子阱应具有更高的跃迁几率。在Si基SiGe弛豫衬底上外延出SiGe/Si量子阱,并研究了量子阱的光学性质。