通过溶液法在石英玻璃衬底上制备氧化镓（Ga₂O₃）薄膜，研究氮气、空气和氧气气氛退火的Ga₂O₃薄膜的结构、光学特性、缺陷能级与电学特性。结果表明，氮气气氛退火的Ga₂O₃薄膜的形貌组织最致密均匀且最厚，氧气气氛退火的薄膜结晶度最优。所有样品在可见光区的平均透光率均高于80%，且在260 nm附近都出现陡峭的吸收边，在190 nm处透光率均低于10%，氮气、空气和氧气气氛退火的Ga₂O₃薄膜的禁带宽度分别为5.10 eV、5.07 eV和5.18 eV。氮气、空气、氧气气氛退火的样品在蓝-紫外波段的光致发光强度依次降低。根据光致发光谱分析Ga₂O₃薄膜缺陷能级，Ga₂O₃的施主能级到导带的距离随着禁带宽度值的增大而增大。氮气、空气、氧气气氛退火的样品电阻依次增大。本文实验中最优退火气氛为氮气。

高质量氧化镓薄膜的获得是实现高性能氧化镓电子和光电子器件的重要前提条件之一。采用脉冲激光沉积技术,在室温下蓝宝石衬底上沉积氧化镓薄膜,并在氧气氛围下进行不同温度的退火,研究氧化镓薄膜特性的变化规律。结果表明:室温下沉积的氧化镓薄膜为非晶态,随着退火温度的升高,薄膜结晶程度变高,禁带宽度变大;退火前后氧化镓薄膜中都存在两种氧化价态镓,说明薄膜处于晶格氧缺失的状态;随着退火温度的升高,低价态镓比例减少,晶格氧的比例增加,薄膜质量升高;然而,过高的退火温度导致衬底中的铝扩散进入薄膜,薄膜质量变差,室温下生长的薄膜质量较差且与衬底之间的热膨胀系数和晶格失配,导致氧化镓薄膜高温退火时出现开裂的现象。

采用直流磁控溅射法，结合氧化法热处理在硅基底上制备VO₂薄膜，通过SEM、XRD、XPS、FTIR红外透射率等测试，从多角度分析了氧化热处理对VO₂薄膜截面结构、晶相成分、成分价态、红外透射率相变特性的影响。实验分析表明，采用直流磁控溅射与氧化热处理相结合的方法，可获得主要成分为具有明显择优取向单斜金红石结构VO₂(011)晶体的氧化钒薄膜，氧化热处理有利于VO₂晶粒生长并增加薄膜致密性，同时其红外透射率具有明显相变特性，相变温度为60.5 ℃，3~5 μm、8~12 μm波段的红外透射率对比值达到99.5%，实现了对红外波段辐射的开关功能，适合应用于红外探测器的激光防护研究，同时可为深入研究对薄膜的氧化热处理提供参考依据。

利用电子束蒸发、离子束辅助沉积和离子束反应溅射三种制备方法制备了单层 HfO2薄膜，对薄膜样品的晶体结构、光学特性、表面形貌以及吸收特性进行了研究。实验结果表明，薄膜特性与制备工艺有着密切的关系。电子束蒸发和离子束反应溅射制备的薄膜为非晶结构，而离子束辅助制备的薄膜为多晶结构。电子束蒸发制备的薄膜折射率较低，薄膜比较疏松，表面粗糙度较小，吸收相对较小，而离子束辅助以及离子束反应溅射制备的薄膜折射率较高，薄膜的结构比较致密，但表面粗糙度较大，吸收相对较大。不同制备工艺条件下薄膜的光学能隙范围为 5.30～5.43 eV，对应的吸收边的范围为 228.4～234.0 nm。

利用离子束辅助沉积(IAD)技术制备了单层HfO2薄膜，离子源分别为End-Hall与APS离子源。采用Lambda900分光光度计、可变角光谱椭圆偏振仪（V-VASE）、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜（SEM）、ZYGO干涉仪和激光量热计测试了薄膜的透射光谱、光学常数、晶体结构、表面形貌和吸收（1064 nm）。实验结果表明，薄膜特性与辅助离子源及起始膜料有着密切的关系。End-Hall离子源辅助沉积制备的薄膜出现轻微的折射率不均匀性。两种离子源辅助沉积制备的薄膜折射率均较高，吸收损耗小，薄膜均为单斜晶相。不同离子源辅助沉积条件下，利用金属Hf为起始膜料制备的薄膜表面平整度较好，其均方根粗糙度和总积分散射均相对较小。与End-Hall离子源相比，APS离子源辅助沉积制备的薄膜吸收相对较小。

在不同的氧分压下用电子束热蒸发的方法制备了氧化锆薄膜.用扫描探针显微镜、X射线衍射仪和分光光度计分别对薄膜的表面粗糙度、微结构和透射谱等特性进行了表征.实验发现,薄膜沉积中氧分压与薄膜性质及微结构有密切的关系.当氧分压由3.0×10-3Pa升高到11×10-3Pa,薄膜的表面粗糙度由3.012nm降低到1.562nm,而薄膜的折射率由2.06降低到2.01.此外,X射线的衍射还发现,薄膜是以四方相为主多相共存的,随着氧分压的增加,特征衍射峰强度逐渐减弱,最后完全变成非晶.

运用电子束、离子辅助和离子束溅射三种镀膜工艺分别制备光学薄膜,包括单层氧化物薄膜和增透膜,然后采取一系列测试手段,如Zygo轮廓仪、原子力显微镜、表面热透镜技术和X射线衍射等技术,来分析和研究不同的工艺对这些薄膜性能的不同影响,以判断合理的沉积工艺.