采用射频磁控溅射加硒化的两步法在超白玻璃衬底上生长SnSe2薄膜, 采用XRD、光学透过谱、Raman光谱、XPS和SEM等方法对薄膜进行性能表征。通过设置不同的硒化温度, 研究不同硒化温度对所得薄膜相结构、物相与组分、表面形貌等性能的影响。结果表明: 350℃, 40min硒化所得薄膜为片状晶粒, 光学带隙为1.46eV, 相结构和均匀性等性能在该硒化条件下均为最佳。

微结构薄膜望远镜通过表面微纳结构调制光波相位和传播方向，具有轻量化、公差容限大、易于折叠展开的特点，因此成为大口径轻量化空间光学成像技术中的颠覆性技术。本文通过对国内外微纳薄膜望远镜研究进展的调研和分析，概括了薄膜望远镜研制的关键技术和主要技术途径，重点分析了薄膜材料制备、微结构类型研究、系统光学设计理论等内容。微纳薄膜望远镜研制涉及材料、空间环境工程、微纳加工工艺、精密机械和二元光学等众多交叉学科，随着工程化程度要求的提高，会出现新的技术问题，而随着问题的解决很可能获得具有影响力的科技成果。

用原子力显微镜等方法研究了在InSb(001)衬底和(001)偏(111)B面2°衬底上分子束外延生长的同质外延薄膜和掺Al薄膜样品表面的微观形貌。对比了不同衬底同质外延时生长模式的差异，并观察了加入Al后引入的交叉影线，分析了其产生的原因。研究表明，使用有偏角的衬底更有利于减少分子束外延薄膜的表面缺陷。

为系统研究纳米尺度材料中的界面分层破坏行为，基于悬臂梁弯曲法，利用聚焦离子束技术，从宏观多层薄膜材料(硅/铜/氮化硅，Si/Cu/SiN)中制备出了不同类型的(直、扭转)纳米悬臂梁试样，用以开展相应的实验研究。之后，在透射电子显微镜中分别对直纳米悬臂梁和扭转纳米悬臂梁试样进行原位加载实验。在直纳米悬臂梁试样中，Cu/Si 界面受到由弯矩导致的拉应力而发生分层破坏；在扭转纳米悬臂梁试样中，通过改变加载点的位置调整界面上正应力与剪应力的比值，开展了不同复合型的界面裂纹启裂实验。利用有限元法分析了临界载荷作用下Cu/Si 界面上的应力场，发现所有试样的应力集中区域均在距界面端部100 nm 的范围内。在直纳米悬臂梁试样中，法向应力控制着Cu/Si 界面端部的裂纹启裂行为，为单一型分层破坏；在扭转纳米悬臂梁试样中，界面裂纹启裂时的临界正应力与剪应力之间存在着一个圆形准则。

为了实现高阻值纳米薄膜材料的热电系数测量, 搭建了一套塞贝克系数测量系统。研究了该系统的温控精度和温差生成机制并测量了高阻值条件下微弱电压。首先, 建立了高真空度和带有多重电磁屏蔽的真空测试环境; 然后, 设计了高稳定度温差控制平台, 以便为测试样品提供可控温差; 同时根据高阻条件下的微弱电压的检测要求, 消除了检测通道的漏电流和分布电容的影响。最后, 提出了一种循环温差的测量方法, 用于有效去除分布电容引起的塞贝克电压长期漂移。采用该方法对高阻值的有机半导体材料进行了塞贝克系数的测定, 结果显示: 阻值高达7×1012Ω的有机薄膜材料的塞贝克系数的测量精密度<2%,温度控制精度为±0.001 K。得到的结果表明, 该系统能够实现对样品阻值高达1012Ω的纳米薄膜材料的塞贝克系数的测量。

为了获得薄膜材料吸收率与深紫外激光照射能量密度间的对应关系，掌握薄膜材料深紫外吸收特性，应制定相应的吸收测量规范。介绍了激光量热法的原理及测试流程，分析了测试过程中的剂量效应、非线性吸收和不可恢复吸收等现象，提出了利用激光量热法测量应用于波长193 nm紫外光刻系统的氟化物薄膜材料吸收率的方法，并进行了实际测量。根据所建立的测量方法，获得熔石英基底材料在193 nm紫外光照射下的剂量效应及出现不可恢复吸收现象时相应的激光能量密度，进而测量出基底材料吸收率与激光能量密度之间的关系；通过热蒸发对基底镀氟化镁及氟化镧单层膜，测量镀膜后样品的吸收率与激光能量密度的关系，通过与镀膜前吸收率的对比，计算了两种薄膜材料吸收率与激光能量密度的关系，推算出薄膜材料在实际工作状态时的吸收率，并得到不同沉积温度下氟化镧薄膜材料吸收率、粗糙度与波纹度。实验结果证实了新提出测量方法的可行性，测量结果为改善系统成像质量以及延长元件使用寿命提供支持。

为了提高GaSb基激光器腔面膜的反射率，根据有关薄膜设计理论并借助薄膜设计软件，设计出激光器腔面膜膜系。使高反膜在2.0~3.5 μm波段的理论反射率高于95%；增透膜在波长为2.5 μm处的理论透射率高于99%。并经过反复实验操作比较了实验与理论设计反射率曲线，结果表明，实验所得反射率能达到实际应用的要求。除此之外，还通过比较各种材料的特性，讨论了薄膜材料的选取。

根据太阳电池阵激光防护膜性能优化的需要, 应用离子辅助电子束双源共蒸工艺方法制备了优化设计所需的特定折射率的薄膜材料并用于制备激光防护膜。测试结果显示: 用该工艺方法制备的掺杂材料薄膜的折射率n=175, 与优化设计所需数值相符; 激光防护膜性能优良, 太阳辐射能透过率提高6％以上, 实现了对该激光防护膜性能的进一步优化。为了使该双源共蒸方法适于大面积薄膜的制备, 应用均匀性挡板技术来提高该方法制备大面积薄膜的膜厚均匀性, 使制备的掺杂材料薄膜在口径为400 mm时的不均匀性小于21％。该双源共蒸方法制备工艺简单、可靠, 适于实际工程应用。薄膜性能测试结果与理论优化结果相符, 达到预期优化目标。