在新型光电子、光通信等技术迅猛发展的今天，硅基光电集成采用成熟且价廉的微电子加工工艺，将光学器件与多种功能的微电子电路集成，是实现集成化光通信和光互连的有效途径。同时，随着芯片集成度的增加，以硅芯片光互连为特征的硅基光电集成成为了微电子发展的重要方向，但其关键瓶颈问题——硅基光源材料——依然没有突破。一旦获得突破，将对我国的信息产业发展产生起到巨大的推动作用。　　GeSn合金的出现，让硅基光源材料的研究看到了新的曙光。研究表明，GeSn合金的带隙会随Sn组分的变化而改变，当Sn组分达到8％以上时，GeSn合金可成为直接带材料，发光效率明显提高，有望成为与CMOS工艺相兼容的硅基激光器材料。同时，GeSn合金材料带隙收缩的特点也使得其在硅基红外探测等方面有着重要的应用前景。　　针对于GeSn合金高效发光应用需要高Sn组分、高晶体质量的要求，使用分子束外延(MBE)方法在Si衬底和Ge衬底上外延生长了高质量的GeSn合金及相关结构材料，并对材料的基本特性，尤其是热稳定性，进行了研究，并成功实现了良好的N型GeSn合金欧姆接触。本论文主要研究内容和成果如下:　　1、Si和Ge衬底上GeSn合金外延生长机理研究。采用MBE方法，在Si衬底上外延生长出高质量的GeSn合金，最高Sn组分达11.2％，材料表面平整，未出现Sn的分凝现象。在Ge衬底和有Ge缓冲层的Si衬底上GeSn合金质量更高。使用多种材料分析技术对GeSn合金性质进行了研究，并探究了影响材料表面粗糙度的相关机理。此外，还在Si(111)衬底上制备出了完全应力的(111)晶向GeSn合金。　　2、GeSn合金快速热退火处理下的热稳定性研究。Sn组分较低下，GeSn合金热稳定较好，如Sn组分为5.2％样品在500℃下退火30s可保持稳定，同时晶体质量还能得到一定程度的优化。GeSn合金热稳定性随Sn组分的增加显著降低。Sn组分为9.6％的GeSn合金样品，退火处理温度超过400℃即有Sn分凝产生，晶体质量遭到破坏。　　3、GeSn/Ge多量子阱结构制备。在有Ge缓冲层的Si衬底上，GeSn/Ge多量子阱质量较差，Si衬底和Ge缓冲层界面存在大量的失配位错，并导致较多穿透位错。Ge衬底上的GeSn/Ge多量子阱结构具有更好的晶体质量，Ge势垒层与GeSn势阱层之间界面平整、清晰且陡峭，没有失配位错和穿透位错产生，且材料表面也较为平坦。PL光谱上观察到显著的直接带发光峰，峰位位于2025nm。　　4、n型GeSn合金欧姆接触实现。在掺杂浓度为7.64×1019 cm-3的重掺杂n型GeSn合金上，使用Ni/Al作为接触金属，制作出比接触电阻率仅为(2.26±0.11)×10-4Ω·cm2的欧姆接触，并对其形成机理进行了深入研究。这是目前n型GeSn合金欧姆接触研究的最好结果。