NiO、TiO2和ZnO都是近年来研究比较热门的薄膜材料。它们都属于过渡金属氧化物半导体材料,有着独特的电学、光学、磁学等特性,并且在忆阻器、光催化、紫外光探测器等领域具有很大的应用潜力。本论文主要利用磁控溅射的方法制备NiO、TiO2和ZnO薄膜,总结并优化了薄膜的制备工艺,并对其物理特性进行了研究,分析了制备条件和热处理过程对薄膜特性的影响。主要内容如下：(1)利用反应磁控溅射的方法,在不同的氧分压下制备了NiO薄膜。利用X射线衍射、原子力显微镜、椭偏仪研究了氧分压对薄膜的晶体结构、表面形貌以及光学特性的影响。通过研究发现,当氧氩比为1：4和1：2时,薄膜中有少量的金属Ni存在,而当氧氩比为1：1时则得到了相对较纯的NiO薄膜。氧分压还会对薄膜表面的粗糙度,薄膜的折射率、消光参数、禁带宽度以及电阻开关效应造成较明显的影响。用X射线衍射研究了不同沉积温度对制备的NiO薄膜晶体结构的影响。(2)用在氢气下退火NiO薄膜的方法制备出了尺寸、分布都十分均匀的单层Ni纳米颗粒,实现了对颗粒的可控生长。使用扫描电子显微镜观察了Ni纳米颗粒的表面形貌并统计了颗粒尺寸。通过X射线衍射谱可以发现颗粒中有少量NiO的存在。通过透射电子显微镜对样品的观察发现NiO可能是因为Ni纳米颗粒表面被氧化而生成的。使用震动样品磁强计对Ni纳米颗粒的磁性进行了研究,观察到了样品的超顺磁性,并且通过拟合Ni纳米颗粒的矫顽力随温度的变化关系计算出了颗粒的截止温度和磁晶各向异性常数。样品的磁晶各向异性常数比Ni块材大了一倍多,这可能是由Ni纳米颗粒表面的氧化层所引起的纳米颗粒界面效应和表面效应造成的。将单层Ni纳米颗粒在氧气中退火后可以得到单层的NiO纳米颗粒,用扫描电子显微镜和X射线衍射谱对其形貌和物相结构进行了研究。(3)用反应磁控溅射的方法,在石英玻璃衬底上制备了Ti02薄膜,并且在不同温度下对薄膜进行了退火处理。研究了不同退火温度下TiO2薄膜的物相结构、光学特性以及表面形貌。发现随着退火温度的升高,TiO2薄膜的直接禁带宽度会减小,当退火温度为700℃和800℃时TiO2薄膜的直接禁带宽度和间接禁带宽度明显变小。薄膜的表面粗糙度会随着退火温度的升高而增大,并且当退火温度达到800℃时,薄膜的表面形貌发生了很大变化。为了研究退火过程对薄膜微观结构的影响,用透射电子显微镜对薄膜在300-800℃下原位退火研究了TiO2薄膜在热退火作用下微观结构的演变过程。(4)使用射频磁控溅射的方法在不同衬底上制备了ZnO薄膜,发现在石英和玻璃衬底上制备的ZnO薄膜表面出现了较特别的纳米结构。并尝试制备(Ni/ZnO)n多层膜结构,希望能得到具有巨磁阻效应的半导体薄膜。虽然没能在样品中发现多层膜结构,但样品中仍出现了较大的负磁阻效应。