矽奈米晶發光特性相當複雜，除了尺寸效應外，和結晶特性、能帶結構、載子傳輸特性、矽的各種未飽和(缺氧)鍵結與氧的鍵結、表面態與缺陷對載子的捕捉、元件的光吸收與反射等都息息相關。這些限制使得元件的製作與發光機制的深入研究相當困難。本論文提出一新穎的技術，利用自設計的低能氫離子源輔助濺鍍系統進行矽奈米晶成長，實現了發光元件(下圖)，並有效提升元件電致發光效率和降低操作電壓。元件結構中，我們設計了十個週期的SiO2/富矽二氧化矽(SRO，各1.5奈米)超晶格，每一層SRO在濺鍍過程都以低能氫離子源即時照射，最後以透明電極搭配圓形金屬電極實現可見光發光元件。研究結果發現，氫離子源照射改變了SiO2/SRO介面的奈米結構，提升介面粗糙度，也讓元件的起始電壓大幅下降。我們把上述現象歸因於載子穿隧路徑的縮短，這也從電流傳輸過程的F-N穿隧能障降低得到驗證。試片的反射率與非輻射複合中心的比例 (Pb)也因為氫離子源的照射而降低，這些因素有效貢獻了元件量子效率與光強度的提昇，並增加元件的最大功率。