二氧化钒是一种具有相变特性的功能材料,随着温度的变化,二氧化钒在68℃左右发生低温半导体相到高温金属相的可逆相变,同时,其电阻率和透射率等物理性质也发生突变。由于其特殊性质,在很多领域具有潜在的应用价值,如红外焦平面阵列的热敏电阻、光电开关与光存储材料的应用等。但还有一些研究者发现,二氧化钒的相变不只是能由温度变化引起,还可以由外加电场或光照引起。二氧化钒为纯电子型Mott—Hubbard相变材料,研究表明,相变发生时材料内的临界电子浓度为10¹⁸—10¹⁹cm^-3。当材料内的电子浓度低于这一临界值时,材料显示为半导体或绝缘体特性;当高于这一临界值时,材料则显示为金属特性。本文主要研究了反应直流磁控溅射制备二氧化钒薄膜的工艺方法,在硅衬底上原位制备出具有可逆相变特性的二氧化钒薄膜。分析了各个控制参数对薄膜质量的影响,并给出了工艺参数。磁控溅射中O₂和Ar的分压比和溅射时衬底的温度是影响薄膜中相的组分和质量的最关键因素。本文还运用X射线衍射仪（XRD）分析了薄膜的结构;运用扫描电子显微镜（SEM）观测了薄膜的表面形貌;运用傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）测试了薄膜在红外波段的透过率与温度和外加电场的关系。提出了一种基于二氧化钒薄膜的64×64 MTFET阵列器件的设计方案,此器件既可以作为信号读出电路中的单极晶体管逻辑器件又可以作为红外探测器的光敏元,且不存在与标准硅IC工艺兼容等问题。