铌酸锂晶体（Li Nb O3,简称LN）是一种人工晶体,具有良好的声光、电光、光折变、铁电和非线性光学效应,在光波导、光电开关、全息存储以及光通信等领域均有广泛应用。但是,纯的LN晶体无法同时满足多种应用领域的需求,研究者发现通过离子掺杂可以对LN晶体的性能进行改善,例如掺杂镁离子(Mg2+)和锌离子(Zn2+)可以提高LN晶体的光电特性,尤其可以显著提高LN晶体的抗光损伤阈值,大大拓展了LN晶体的应用范围。LN薄膜具有和LN晶体同样优良的特性,且LN薄膜具有体积小,重量轻,易制取的特点,使其在电子集成和微型器件的诸多领域具有广阔前景。因此,本论文选取Mg2+和Zn2+对LN薄膜进行掺杂,以期得到具有优良光电性能的掺镁和掺锌铌酸锂薄膜。本论文的研究主要分为以下几个部分:1.综述了LN晶体的发展历史,讨论了LN晶体的缺陷模型,确定了锂空位缺陷模型为LN晶体中的主要本征缺陷。同时,综述了LN薄膜的发展历史,探讨了制备方法、掺杂离子和衬底材料对LN薄膜结构和性能的影响,为制备掺镁和掺锌铌酸锂薄膜提供了理论支撑。2.通过射频磁控溅射法（RFMS）沉积了高质量的掺镁铌酸锂薄膜（LN:Mg）。通过X-射线衍射仪,拉曼光谱仪,扫描电子显微镜和紫外可见光谱仪对沉积的LN:Mg薄膜的结构,表面形貌和光学性质进行表征,利用能量色散光谱仪测量了LN:Mg薄膜内部各元素的重量百分数和质量百分数。结果表明,LN:Mg薄膜的择优取向为（012）。薄膜表面致密,晶粒尺寸大小均匀。通过分析发现,LN:Mg薄膜的平均透过率随着薄膜内部Mg元素的原子百分比的增大而减小,其中,当Mg元素的原子百分比最小为0.8%时,LN:Mg薄膜的透过率高达89%;通过计算薄膜的光学带隙,发现LN:Mg薄膜的光学带隙与晶粒尺寸的变化呈负相关。通过改变沉积条件可以控制薄膜的晶粒尺寸,从而可以将薄膜的光学带隙从3.85 e V调节至4.04 e V。此外,通过自主搭建的抗光损伤测试平台,测试了LN:Mg薄膜的抗光损伤阈值,其值高达4.68×104W/cm2,使得LN:Mg薄膜在新型光电子设备的制造中具有广阔应用前景。3.通过射频磁控溅射法在室温下沉积了LN薄膜和掺杂2mol%,4mol%,6mol%和8mol%的掺锌铌酸锂薄膜（LN:Zn）,探讨了掺杂浓度和退火温度对薄膜结构和光电性能的影响。通过分析XRD结果,发现掺杂浓度和退火温度对薄膜的结构具有显著影响,6mol%Zn掺杂的LN:Zn薄膜经过600℃退火后具有最理想的晶格取向和结晶度,同时,SEM和AFM结果显示,6mol%的Zn掺杂的LN:Zn薄膜在600℃退火后具有平滑致密的表面。此外,LN:Zn薄膜具有良好的光学透过率,通过计算薄膜的光学带隙,发现6mol%Zn掺杂的LN:Zn薄膜的光学带隙随晶粒尺寸的增大而减小。为了探究LN:Zn薄膜的电学性质,利用霍尔效应仪测试了6mol%的Zn掺杂的LN:Zn薄膜的电学性能。结果表明6mol%Zn掺杂的LN:Zn薄膜的导电类型为n型,室温下其电阻率和霍尔迁移率分别为1.29×10-4Ω·cm和129 cm2V-1s-1,这一结果显示了LN:Zn薄膜在光电子器件中具有潜在应用。4.归纳总结了通过实验和表征分析得出的结论,提出了掺镁和掺锌铌酸锂薄膜目前仍然存在的问题,并对掺镁、掺锌铌酸锂薄膜的应用前景进行了展望。