Разработан многозонный метод эффективной массы для рассмотрения электронных состояний в сферических нанокристаллах кремния в матрице SiO₂, позволяющий рассчитывать оптические и многофононные переходы из нижних уровней размерного квантования. С помощью модели, построенной на основе метода сильной связи и позволяющей рассчитывать оптические свойства нанокристаллов с размерами менее 2 нм, к которым не применимо приближение эффективной массы, установлено, что в кремниевых нанокристаллах, покрытых атомами углерода, существенно увеличивается перекрытие волновых функций электронов и дырок в координатном и импульсном пространствах в центре зоны Бриллюэна, что приводит к увеличению скорости излучательных переходов на несколько порядков. Эффект усиления интенсивности излучательной рекомбинации и быстрая динамика излучательных переходов экспериментально подтвержден в кремниевых нанокристаллах, покрытых алкальными цепями CH_3-CH_3-. Обнаружено новое явление — возрастание поглощения квантов излучения с энергией больше 2-х ширин запрещённой зоны кремниевых нанокристаллов в матрице диоксида кремния. Для объяснения предложена модель, основанная на захвате горячего экситона в метастабильное поверхностное состояние с последующей генерацией двух экситонов меньшей энергии в соседних нанокристаллах.