本发明涉及一种激光辅助再晶化Ge/Si虚衬底上直接带隙Ge及其制备方法。该制备方法包括：选取Si衬底；在Si衬底表面生长第一Ge籽晶层；在第一Ge籽晶层表面生长第二Ge主体层；加热整个衬底，并利用激光工艺对整个衬底进行晶化，激光工艺的参数包括：激光波长为808nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光功率为1.5kW/cm2，激光移动速度为25mm/s；冷却形成Ge/Si虚衬底材料；在第二Ge主体层周围选择性外延GeSi。本发明采用激光再晶化(Laser Re‑Crystallization，简称LRC)工艺有效降低Ge/Si虚衬底的位错密度，后续利用第二Ge主体层周围选择外延GeSi，制备高质量的直接带隙Ge材料。同时，激光再晶化工艺时间短、热预算低，可提升Si衬底上实现高质量的直接带隙Ge材料整个制程的工艺效率。
