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Ge、Si的室温禁带宽度对应截至波长分别约为1.85μm和1.11μm，处在近红外1至3μm的大气窗口范围内，可用于制备近红外波段光电信息薄膜探测材料。论文实验尝试采用磁控、离子束溅射两种物理方式，制备了一系列的Si、Ge单层膜以及Ge/Si多层膜样品，探索制备Ge/Si多层膜自组织Ge量子点的可行性和相应的优化实验参数。设法制备响应波长在1.3至1.55μm的制冷型Ge量子点近红外薄膜探测材料。
磁控与离子束溅射是制备纳米薄膜常用的物理方式，与液相外延、分子束外延等方法相比，成本低、易于工业化生产，然而，磁控离子束溅射也有其很大的不利因素，实验中有以下几个非常关键的实验参数：
1.基片的清洗是首要优化条件；2.溅射生长室真空度。磁控溅射常用2～3Pa的优化压强，这时气体分子的平均自由程约4.5×10-1cm；离子束溅射采用2.0×10-2Pa的较高溅射真空度，这时气体分子的平均自由程约4.5×101cm，增加了100倍；3.基片加热温度适中；4.Ge/Si多层膜中，Ge、Si层的溅射速率尽可能低；5.Ge、Si溅射原子(团)能量适中；6.适当的Ge、Si层厚度搭配有利于获得空间分布有序，尺寸均匀的Ge量子点。
现对实验结果讨论如下：1.采用传统磁控溅射技术，在Si(100)衬底上制备了10个周期不同Ge层厚度的Ge/Si纳米多层膜，获得了不对称展宽的室温光致发光(PL)谱，两个主峰能量约为1.675eV和1.779eV，属于可见光红光区。应用量子限域理论对比分析两个主峰的出现与样品Raman谱峰位的关系，得出发光峰来源于Ge层，适当的Ge层厚度可获得较强的发光强度，但对发光峰位影响不大。
2.离子束溅射在7101载玻片上制备微晶硅薄膜，生长纵向结晶演化Raman光谱分析显示：当硅薄膜厚度减薄时，表面硅层的结晶峰强度明显减弱，峰位有微弱的蓝移。最薄的样品显示为非晶态结构。当Raman激光聚焦斑点向64.5nm厚的薄膜样品深层面聚焦取样时，微晶硅薄膜的结晶性先由表层向下逐渐变好，最大晶粒尺寸达3.318nm，最高晶化率达47.6％。最后，当激光聚焦斑点到达薄膜与玻璃衬底的界面孵化层时，硅薄膜显非晶态。
3.低温Si(100)衬底上，离子束溅射制备Ge/Si纳米多层膜。Raman光谱和表面原子力显微镜图分析显示：当电阻加热控温为200℃时，Si(100)基片上溅射生长的表面Ge层已开始晶化，随基片加热温度继续上升到300℃和400℃两个温度点，表面Ge层晶粒发生进一步聚集晶化长大。实验同时利用小角X射线衍射仪，检测了Ge/Si纳米多层膜的周期结构和周期厚度，并推算了Si、Ge分层的厚度，结果表明：低温条件下，Ge/Si纳米多层膜的界面清晰，随Si基片加热温度的升高，多层膜发生严重界面互混，周期性结构消失。