21世纪以来,以金属氧化物为基础的微电子、光电子以及太阳能电池等电子器件已经渗透到了人们日常生活中的每一个细节当中。同时,相变金属氧化物和宽禁带半导体氧化物都是目前研究的热点。因为这些氧化物材料有望作为透明窗口、电极层和介质层等应用于发光二极管、信息存储器、非制冷红外焦平面阵列、自旋量子调控、电致变色器件和光伏器件中。为了探究这些热点材料在工业上的潜在应用,研究这些金属氧化物纳米薄膜的光学性质是具有重要战略意义。当前对于金属氧化物性质的探究大多都集中在其制备工艺、电磁性质以及光学性质上。但是,能够预期到金属氧化物薄膜的光学性质相较于体材料会出现明显变化。金属氧化物薄膜的微观结构会随着材料的厚度减小而产生变化,进而造成金属氧化物纳米薄膜的物理性质(光学和电学性质)产生变化。薄膜材料的光电性质都与晶粒以及晶粒间界相关,同时低维纳米薄膜又拥有较小的特征尺寸。其中,单晶纳米薄膜存在更少的缺陷和杂质,更能够直观的得到材料的本征性质,而且纳米薄膜拥有较大的表而积,因此从应用的方向出发,探究金属氧化物纳米薄膜的光学性质具有重要意义。本论文基于光谱椭偏仪以及薄膜制备技术,对金属氧化物纳米薄膜的光学性质进行了探究。探究了不同玻璃基片上的二氧化钒纳米薄膜的光学性质,研究了二氧化钒薄膜在变温条件下的相变性质;研究了不同基片上的二氧化钛薄膜的光学性质,对基片效应引起的薄膜光学性质的差异进行了探究;探究了不同极性的氧化锌薄膜光学性质的差异,并对比分析了不同极性氧化锌薄膜光学跃迁的内在机制。本文的主要内容和研究成果如下:1、通过磁控溅射法在不同玻璃基片上制备了高质量的二氧化钒薄膜,对薄膜结构、组分、形貌以及光学性质进行了系统的表征分析,研究了玻璃基片中的金属离子渗透对二氧化钒薄膜光学性质的影响,初步探究了离子渗透对薄膜光学性质影响的内部机制;还研究了变温条件下可见光波段下的二氧化钒薄膜在光学性质上的相变,发现了在相变温度前后,折射率随温度发生蓝移的趋势是不一致,这可能为未来研究材料的相变性质提供了一种新的思路。2、通过磁控溅射法在不同基片上制备了高质量的二氧化钛纳米薄膜,对薄膜的晶相、形貌、光学常数以及光学跃迁等性质进行了探究,探究了基片中的晶格失配以及离子渗透对薄膜晶粒以及光学跃迁的影响,发现了不同基片上二氧化钛薄膜的晶粒尺寸是不一致的,进而对光学带隙造成了影响;同时采用椭偏光谱与吸收光谱共同探究了二氧化钛的带隙以及光学跃迁等问题,发现了两种表征手段得到的光学带隙是一致的,并且制备得到的薄膜具有较高的透射率,有望应用于工业领域。3、在蓝宝石基片上采用分子束外延的方法制备了不同极性(O polar,Zn polar)的氧化锌薄膜,对薄膜的结构、形貌、介电常数以及发光光谱进行了探究,通过原子力显微镜(AFM)的分析发现了 Zn polar薄膜表面要比O polar表面薄膜粗糙,并对其原因进行了探究;对比分析了不同极性氧化锌的光学性质,并对其光学带隙进行了探究,发现了 Zn polar薄膜的光学带隙较O polar薄膜产生了红移,这可能是由于薄膜导带底部的杂质能带所引起的。