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应用于大型红外望远镜、夜视仪、定点追踪系统以及太阳能集热器的红外反射涂层和选择性吸收涂层不但需要有良好的光学性能,还要有良好的力学及耐腐蚀等耐久性能以抵抗风沙、潮湿、酸雨和盐雾等严苛条件带来的损伤。但实际的应用中仍存在以下问题:1.在大型红外望远镜等应用中,耐久反射涂层成为日益需求的材料。但高耐久与高红外反射在某种程度上是互相矛盾的。以目前最普遍使用的反射涂层铝为例,高的自由电子浓度赋予了它极高红外反射率,但也同时带来了低硬度、低熔点和易于腐蚀等极差的环境耐久性,这归因于金属键合的本质。因此,如何获得一种既耐久又高红外反射的新型涂层材料已经成为开放的挑战。2.随着传统的化石燃料能源日渐枯竭,人们对新能源的需求不断增加。过渡金属氮化物（TMNx）优异的性能使其在太阳能集热器中扮演着越来越重要的角色。因此,如何系统的研究TMNx光学吸收和发射特性至关重要,这决定了器件的光谱选择性和应用领域。针对以上问题,我们利用磁控溅射技术制备了不同氮含量的氮化铪（HfNx）薄膜和HfNx多层膜,利用共溅射技术向岩盐相氮化铪中掺杂银获得银掺杂氮化铪薄膜（Ag-doped HfN）。使用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）分析相结构和组成,用紫外-可见-近红外分光光度计、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）等测试其光学性能,用纳米压痕仪、电化学工作站、荧光反射光学显微镜及摩擦磨损仪表征其耐久性能。研究发现:1.HfN薄膜不仅具有较高的红外反射率,而且具有高硬度,非常接近理想的高耐久红外反射涂层。因此,我们选用HfN作为母体材料,并进行以下两个方面的研究,以进一步提高其红外反射率:（1）通过改变HfNx的x,使x从1.039增加到1.334再到1.396,HfNx薄膜外观上从金色不透明,逐渐变得浅黄透明,最后变成类似玻璃的全透明;而结构上也由类似金属性的岩盐相逐渐变成半导体性的Hf3N4相。通过金属性和半导体性的氮化铪膜组合可以大幅度增加红外反射率。而且根据这个思路,通过调控其光学厚度,可以在任意一个波长（如:1900 nm或4100 nm等）处实现接近甚至超过Al膜的反射率。我们通过改变氮化铪的氮含量来调控其光学特性,进而制备HfNx增反多层膜,使得其不但具有良好的红外反射性,还具有优异的耐久性。有望在高速固/液粒子撞击、腐蚀液体/气体等严苛环境下取代纯金属膜作为高耐久反射膜使用,应用在“空天海”领域的光学反射器件表面。（2）我们将具有高自由电子浓度的Ag掺杂进岩盐相的HfN膜中获得银掺杂氮化铪薄膜材料。Ag掺杂氮化铪薄膜在3-12μm波长范围内的平均反射率从77%（纯HfN）增加到95%（Ag含量为3.1%）,高的自由电子浓度使得薄膜在整个红外范围内具有高反射率。与Ag掺杂氮化铪薄膜相比,传统的Al/SiO2薄膜只是具有稍好的反射率和较低的成本,但其耐久性和反射率稳定性远低于Ag掺杂氮化铪薄膜。因此,传统的反射涂层适合服役于温和环境,而我们制备的新型耐久反射镜涂层更适用于风沙、潮湿、酸雨和盐雾等恶劣环境。2.我们制备了不同氮含量的氮化铪薄膜,发现HfNx膜可通过调控沉积时的氮流量(fN2)有效地调谐其选择性吸收及力学性能。对于岩盐相结构的氮化铪,当fAr=80 sccm,fN2=1.8-3.8 sccm时,氮化铪的电子自由程随氮含量的增加而增加;而当fAr=80 sccm,fN2=3.8-6 sccm时,其电子自由程随氮含量的增加而减小。其中,氮空位和铪空位分别是fN2<3.8 sccm和fN2>3.8 sccm时主要的电子散射中心,这导致材料的吸收性能先降低后增加。自由电子浓度、自由电子的平均自由程和带间跃迁吸收的变化显著地改变了其等离子体能量、弛豫时间等参数,使得膜的吸收特性发生改变。当fAr:fN2=80/7-20/28.28时,氮化铪为Th3P4的富氮相结构,呈现透明的光学性质,而且随着氮含量的改变,其折射率会发生相应的改变,这为其作为结构式的多层膜吸收涂层提供了思路。当实际应用为风沙、潮湿、酸雨和盐雾等恶劣环境时,氮化铪多层膜和银掺杂氮化铪薄膜是理想的选择。同时,基于HfNx的选择性吸收涂层的研究给过渡金属氮化物在太阳能集热器领域的应用提供了一种新的思路。