目前Ga、As、In、等资源缺乏和有毒元素被大量使用来制造半导体材料和器件，对人类生存带来巨大威胁。而钙硅化合物Ca2Si材料，是由资源寿命极长的Ca、Si元素组成，能循环利用，对地球无污染，称为环境半导体材料。对这一材料的研究，对人类的生存和发展具有重要的意义。本项目主要研究内容为：1）采用磁控溅射技术，通过对高纯Ca薄膜制备工艺的研究，确定制备工艺；2）确定最佳热处理工艺，制备出纳米Ca2Si薄膜；3）对纳米Ca2Si薄膜的晶体结构、光电物性进行测试，制备出合格的Ca2Si薄膜；4）建立第一性原理计算的数学模型，对Ca2Si薄膜的电子能带结构和光电子特性等进行理论计算；5）根据光电物性测试结果和第一性原理计算结果，对其能带构造、吸收-发光机理等光电子物性的机理进行研究；6）利用制备的半导体Ca2Si薄膜制备半导体光电子器件，并对器件的制备工艺和性能进行研究。