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本论文主要就利用分子束外延生长实现Si基Ⅲ-Ⅴ族集成并最终实现Si基光源进行了探索与研究。研究内容包括分子束外延Ge基InAs量子点以及GaSb基Sb化物材料生长以及半导体激光器器件制备。取得的主要结果如下： 优化了GaAs/Ge异质外延生长GaAs薄膜材料的生长条件，得到表面缺陷密度小于106cm-2的外延薄膜材料。通过采用6度偏角的衬底以及退火处理，外加Ga原子预沉积抑制了反相畴缺陷的产生。生长初期的低温迁移率增强外延生长显著减少了界面处Ge原子的扩散。我们还在Ge衬底上尝试了稀Bi材料GaAsBi的异质外延生长，实验结果表明Bi原子的引入可以有效的改善界面特性，减少Ge原子的扩散和缺陷密度。以上研究是制备Ge基InAs量子点激光器的必要基础。 对于InAs量子点，我们首先优化了其分子束外延生长的条件，包括生长温度、沉积厚度以及GaAs盖层。另外我们详细探究了InGaAs垒层对于InAs量子点内部压应变的调节作用，并将InAs/InGaAs阱中量子点结构的发光波长调节至1.31μm。同样稀Bi材料GaAsBi也可以作为InAs量子点的垒层，并有效的调节其发光波长。我们最终成功制备了Ge基室温连续激射InAs量子点激光器，并分析了实现Si基激光器的途径。 另外我们也对Sb化物的分子束外延生长进行了探究。我们首先优化了四元垒层材料AlGaAsSb的外延生长。随后通过调节阱层宽度和In组分实现了InGaAsSb/AlGaAsSb量子阱结构发光波长的调节。通过超晶格结构的X射线衍射分析可以精确的调节阱内的应变量。通过采用五元合金材料InAlGaAsSb作为垒层，我们将量子阱发光波长延长至3.5μm。最终我们成功制备了GaSb基室温连续激射Ⅰ型量子阱激光器，发光波长范围为2.0-2.7μm。最后我们也就如何利用界面失配位错阵列(IMF)生长模式实现Si基Sb化物激光器集成做了详细的描述。 本论文所制备的Ge基InAs量子点激光器为国内首次，Sb化物激光器发光波长也为国内领先。本工作对于我国的硅Si基光电集成工程做出了积极的推动作用。