金属／电介质复合多层膜可以综合利用贵金属的高导电性能以及复合高折射电介质通过诱导透射设计来实现透明导电红外反射等功能。因此，在低阻透明导电材料、电磁屏蔽以及热镜等领域有广泛应用。金属一电介质复合光带隙材料(MD-PBG)由于其低阻和灵活的带隙可控性而受到了广泛关注。本文在上海市纳米专项基金项目“透紫外隔热纳米多层膜研究”(0452nm067)的资助下，围绕透紫外隔热纳米多层膜的设计制备和热稳定性改善，对金属／电介质复合纳米多层膜的结构、光学性能、热稳定性以及相关的表面、界面问题进行了研究。 在Kee等人的研究基础上，计算分析了非周期金属-电介质(MD)复合多层膜耦合共振的裂解现象。运用紧束缚近似(TBA)分析方法，并类比了电子隧穿三势垒量子阱机制，分析了2．5周期MD结构的祸合结果，并证明了2倍金属趋肤深度并不是Kee提及的限制腔搭接耦合的临界厚度。提出以单-F.P腔作为分析基元，计算证明共用金属层厚度为两倍基元金属层厚度时，共振透射峰趋于合并，这一点与电子隧穿势垒的结论非常相似。在此基础上，‘进一步分析了(2n+1)个腔基元耦合共振透射峰的理解规律。 分析了常用光学镀膜材料，并就Ag膜趋肤深度以及常用于金属材料光学性能的描述的Drude模型在紫外波段的效性进行了分析论证。指出K6stlin关于传统热镜设计膜厚优化计算模型在紫外波段不再适用，而由于束缚电子在紫外波段对自由电子振动的贡献使得金属等离子共振频率降低。因此，紫外波段要考虑束缚电子的lJorentz振子模型。选用非晶1502和Ag作为电介质和核心金属层材料，利用矩阵计算设计优选了膜层厚度，设计制备了几组可以实现透紫外隔热的纳米多层膜。取得了较好的紫外透射和红外反射的综合性能，在商用紫外固化特征波长λ=365nm波段获得了高达8l％的透射率，而同时在1600nm的近红外波段就可以实现近90％的反射。指出在采用多周期不同金属厚度的MD结构时，即使总的金属层厚度相同，子金属层的位置变化会影响系统的透射性能，因此，MD结构不能像全介质结构只考虑总体的光学厚度(nd)。 由于Ag在TiO<,2>表面往往以三维Volmer-Weber模式生长，因此，界面结合很差。Ag薄膜热力学稳定状态为三维岛状结构，在外界能量的作用下会发生结块而破坏其连续性进而影响到整个膜堆的光学性能。通过TEM和AFM分析了不同厚度Ag膜在FiO<,2>膜表面的生长和热处理结块现象，结合二者的表面能问题对出现的反湿润(dewetting)给出了解释。为了提高TiO<,2>／Ag／TiO<,2>结构的热稳定性，本文提出采用前期过渡元素Ti作为TiO<,2>／Ag界面的过渡层。由于Ti的3d层只有2个电子，而且与氧的亲和力比Ag高10倍，而Ti经800K保温60min仍没有与Ag发生反应，因此，采用2-3nm厚的Ti膜作为Ag与TiO<,2>的中间层。试验结果表明，超薄Ti层有效地改善了Ag膜的连续性和热稳定性。XRD研究表明Ti在沉积态与TiO<,2>反应生成低价氧化物Ti<,2>O<,3>，因此，对原始膜堆的光学性能影响较小，但是由于Ti<,2>O<,3>可以表现一定的金属性与Ag的界面结合得到明显的强化。特别是，经过退火处理后，Ti促进了Ag(111)取向的有利发展，有效地降低了Ag的表面能。 通过扫描电镜(SEM)，俄歇深度分析(AES)以及变角椭圆偏振仪(VASE)等手段分析了TiO<,2>／Ag以及TiO<,2>／Ti／Ag界面。分析表明，TiO<,2>／Ag界面沉积态和退火态都没有界面反应物，但是退火后Ag会扩散通过TiO<,2>层。而TiO<,2>／Ti／Ag界面中，Ag保持相对稳定。这对Ti提高Ag膜的热稳定性进一步提供了有力证据。 通过设计制备以及热稳定性的改善等措施，为透紫外隔热纳米多层膜在紫外固化隔热方面的应用提供了一些有价值的研究基础。