单晶二氧化钒在68℃附近会发生可逆的半导体-金属相变,相变发生在飞秒时间内并伴随着光电性能的骤变。这样的特性使得二氧化钒可以广泛的应用于诸如红外探测器、光开关和智能窗等诸多领域。本论文尝试使用直流脉冲反应磁控溅射技术制备二氧化钒薄膜,并通过调整脉冲频率、脉冲占空比、沉积温度、溅射压强等制备条件,根据样品性能的变化趋势分析直流脉冲反应磁控溅射技术中二氧化钒薄膜的生长机理。本论文中所有的薄膜样品都是使用直流脉冲反应磁控溅射技术制备的。首先通过在不同的脉冲占空比、脉冲频率下制备二氧化钒薄膜,研究脉冲电源参数对二氧化钒薄膜光电特性的影响。结果表明通过改变脉冲占空比可以有效改变溅射过程的等离子体。通过对脉冲占空比的调整,可以调整实际溅射时间并改变制备的薄膜成分、结晶、沉积效率等。减少脉冲占空比可以有效抑制靶材电弧放电、靶中毒等现象。通过调整脉冲频率可以改变薄膜的晶粒尺寸、光学透射率、电学导电性。在沉积温度为440℃下制备的二氧化钒薄膜表现出优秀的光电相变特性,表面电阻相变幅度最高达3个数量级,太阳光谱红外波段能量调制率达11%。通过在直流脉冲反应磁控溅射制备二氧化钒薄膜过程中添加基底负偏压,在300℃的沉积温度,成功制备出具有良好相变性能的二氧化钒薄膜。根据实验结果,相比于直流反应磁控溅射,在直流脉冲反应磁控溅射中添加基底负偏压可为薄膜生长提供更多的能量。在沉积温度为300℃下制备的二氧化钒薄膜,随基底负偏压的增加,相变性能增强,相变温度下降,当基底负偏压上升至100V,薄膜相变性能接近于高温(440℃)下制备的二氧化钒样品。在440℃的沉积温度下,尝试在不同的溅射压强下制备二氧化钒薄膜。从实验数据中发现,溅射压强降低,被溅射出来的靶材原子与气体分子的碰撞概率减少,靶材原子运动至基底上的能量增加,这一方面可以提供能量用于薄膜生长,另一方面靶材原子运动至基底上的速度增加,作用在已经结晶的薄膜上,这将使得薄膜的内应力提高,导致薄膜的相变温度提高,热滞宽度变宽,相变性能减弱。