负温度系数(NTC)热敏电阻以其测温精度高、互换性好、可靠性高等优点被广泛应用于生产生活的诸多方面。近年来，在尖晶石型Mn-Co-Ni-O薄膜NTC热敏电阻的制备方面，虽然已经取得较大进展，但是要实现其在Si基半导体器件工艺中的集成，首先需要解决晶态Mn-Co-Ni-O薄膜制备温度过高的关键技术障碍。另外一方面，已有文献报道的Mn-Co-Ni-O薄膜或为非晶态或为无择优取向的多晶态，未见单取向Mn-Co-Ni-O薄膜的制备研究。然而，薄膜的许多电学、磁学及光学特性均为各向异性，与其生长取向密切相关，因此有必要研究和探索不同取向Mn-Co-Ni-O薄膜的制备、生长机理及其特性差异。此外，由于尖晶石型Mn-Co-Ni-O材料结构复杂、熔点高、且容易在高温结晶过程中产生第二相，故较难实现高质量外延薄膜的生长，目前尚无关于Mn-Co-Ni-O薄膜外延生长的报道。然而，外延薄膜因其具有近乎完美的结晶质量、极低的缺陷密度、以及原子级平整的表面，故对于半导体薄膜器件性能及可靠性与稳定性的提升至关重要，因而有必要探索外延Mn-Co-Ni-O薄膜的生长方法并对其性能进行研究。　　本论文首次将激光分子束外延(LMBE)技术应用于尖晶石型Mn-Co-Ni-O薄膜的制备，以Mn1.56Co0.96Ni0.48O4薄膜为研究对象，通过对制备工艺参数的优化，大幅降低了晶态Mn1.56Co0.96Ni0.48O4薄膜的制备温度;首次生长出[100]单取向Mn1.56Co0.96Ni0.48O4薄膜，并较为系统地研究了制备工艺参数对其结构与电学性能的影响;首次成功实现了外延Mn1.56Co0.96Ni0.48O4薄膜的制备，并对其外延结构和电学性能进行了详细的表征和分析，同时发现了其电学性能的厚度效应。研究结果表明:　　(1)采用LMBE方法制备[100]单取向Mn1.56Co0.96Ni0.48O4薄膜时，通过增大脉冲激光能量至275 mJ，提高背景真空度至1×10-6 Pa，可以将薄膜的最低晶化温度降至室温25℃，远低于此前文献报道的最低晶化温度600℃;入射激光与靶材表面之间夹角的最佳值为45;靶衬间距应保持在40～60 mm范围内;当脉冲激光频率在1～5 Hz时薄膜呈现二维层状生长模式，当脉冲激光频率大于6 Hz时薄膜的生长逐渐转变为三维岛状生长模式;原位退火处理可以使薄膜表面平整度显著提高，最佳原位退火处理时间为1 h;在空气气氛下对薄膜进行后退火处理可以有效降低薄膜内部应力，并显著提升薄膜的结晶质量，但后退火处理会导致薄膜表面粗糙度增大并呈现岛状起伏，后退火处理的最佳温度为800℃，最佳持续时间为2h。　　(2)在0～100℃温区内，[100]单取向Mn1.56Co0.96Ni0.48O4薄膜的电流电压关系在-10～+10 V测量电压范围内呈现良好的欧姆特性;其阻温关系呈现典型的NTC特性，可以由小极化子模型描述;其微观导电机制为最近邻跳跃导电(NNH)。　　(3)通过改变制备工艺参数，可以调节[100]单取向Mn1.56Co0.96Ni0.48O4薄膜的电学性能参数:当衬底温度低于400℃时，提高衬底温度可以降低薄膜的室温电阻R25，并提高其特征温度T0、激活能Ea以及300 K时的电阻温度系数αT，但当衬底温度高于400℃时，这四个电学性能参数基本不随衬底温度的升高而改变;减小脉冲激光能量可以降低R25，并提高T0、Ea以及300 K时的αT;提高背景真空度可以降低R25，并提高T0、Ea以及300K时的αT;在空气气氛下对薄膜进行后退火处理可以有效降低R25，并显著提高T0、Ea以及300 K时的αT，且后退火温度越高，R25越小，T0、Ea和300 K时的αT越大。　　(4)在热氧化Si(100)衬底上生长的外延Mn1.56Co0.96Ni0.48O4薄膜具有较高晶格完整性，其外延取向为[100]方向，晶格常数为8.28(A)。　　(5)在0～100℃温区内，外延Mn1.56Co0.96Ni0.48O4薄膜的电流电压关系在-10～+10 V测量电压范围内呈现良好的欧姆特性;其阻温关系呈现典型的NTC特性，可以由小极化子模型描述;其微观导电机制为NNH。　　(6)外延Mn1.56Co0.96Ni0.48O4薄膜的室温电阻率(25℃)ρ25、特征温度T0、激活能Ea以及300K时的电阻温度系数αT均与薄膜厚度t密切相关，且都随着t的增加而减小;特别地，ρ25与1/t2之间存在着近似的线性关系，可由式ρ25(t)=211.7+119.1×104/t2(t以nm为单位;ρ25以Ωcm为单位）进行定量描述。