硅基半导体材料作为微电子和集成电路产业中最重要的材料，在信息产业和现代新兴产业中起到了主干作用。随着器件尺寸的不断缩小到深亚微米乃至纳米量级，对于硅基纳米材料的研究就引起了人们越来越多的关注，而纳米硅材料呈现的新颖的物理性质又使得其可以应用到硅基光子学器件、新一代太阳能电池等方面中。为了设计新型器件结构，进一步改善和提高纳米硅器件的性能，人们需要对纳米硅材料进行掺杂以获得不同导电类型和能力的纳米硅材料，同时也需要对掺杂纳米硅材料的电学性质和载流子输运性质有深入的理解。本论文主要通过等离子增强化学气相沉积法(PECVD)结合高温热退火技术制各了硼、磷掺杂的纳米硅/二氧化硅多层膜，利用高分辨透射电镜(HR-TEM)、拉曼散射谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)，能量色散X射线光谱(EDX)等手段对掺杂纳米硅/二氧化硅多层膜的结构和化学组成进行了表征。同时我们还通过变温霍尔效应测试系统探究了掺杂浓度、退火温度、晶粒尺寸等对掺杂纳米硅/二氧化硅多层膜的载流子输运性质的影响，并对比了硼、磷元素在纳米硅中掺杂的异同点。　　本论文的主要研究内容和结果如下:　　1、我们成功制备出了高密度、尺寸可控的磷掺杂纳米硅/二氧化硅多层膜材料，通过剖面TEM实验证明了样品良好的周期性结构和纳米硅晶粒的形成。通过XPS测试和对薄膜中单个纳米硅晶粒的扫描EDX谱，对掺杂纳米硅样品中的化学组态和元素分布等进行了研究，发现了明显的Si-P键信号，再结合拉曼光谱和电子自旋共振(ESR)实验结果进一步证明 了除了部分磷原子占据了表面态，起到钝化表面悬挂键的作用外，确实有部分磷原子可以以替位掺杂的形式进入纳米硅晶粒中。　　2、研究了磷掺杂纳米硅/二氧化硅多层膜材料的导电特性，并在室温下获得了电导率高达110S/cm的样品。通过对不同温度范围的磷掺杂纳米硅/二氧化硅多层膜电导率-温度曲线的分析，发现纳米硅薄膜在40-660K之间存在三种不同的输运机制。在40K到80K温度间，由于低温声学声子被冻结，所以掺磷纳米硅/二氧化硅多层膜的输运机制为Mott变程跳跃传导的输运机制;在80K到室温间，薄膜表现为由载流子-声子的弱相互作用主导的多声子辅助跳跃传导的输运性质;在室温及以上的温度范围内，薄膜则表现为符合Arrhenius关系的热激活传导的电学输运机制。　　3、进一步研究了磷掺杂浓度对纳米硅/二氧化硅多层膜载流子输运性质的影响，发现了纳米硅的费米能级随磷掺杂浓度的升高而逐渐向导带底移动的现象。同时我们也发现了在高掺杂浓度下，纳米硅/二氧化硅多层膜发生了从绝缘体到类金属的状态转变（Mott转变），这在对样品的迁移率、载流子浓度、ESR积分强度等的测量中都得到验证，同时，对在纳米硅中可以发生金属-绝缘体转变的载流子浓度进行了分析，发现实验结果与理论模型可以较好地吻合。　　4、初步探究了硼原子掺杂纳米硅/二氧化硅多层膜的微结构与电学性质。发现了磷原子对于纳米硅薄膜的结晶有促进作用，而硼原子掺杂的纳米硅的晶化率较低。此外退火温度的升高也对纳米硅的结晶有促进作用。最后，我们发现无论是磷还是硼掺杂，对于小尺寸晶粒的纳米硅/二氧化硅多层膜，低晶化率都会导致双电导激活能现象的产生。