近年来,随着人们物质生活水平的提高,结构色重新成为了研究的热点。结构色是材料本身纳米级的微小结构使光发生衍射、折射、干涉等现象而产生的颜色,其颜色饱和度高、亮度好、具有虹彩效果、不褪色、绿色环保,在各行各业得到了广泛的应用。其中薄膜结构色以结构简单、颜色可控等优点在日常生活中最为常见,通过设计不同结构的多层薄膜,可以得到各种所需要的颜色,基本能够满足市场需求。迄今为止,对于薄膜结构色的研究一般是基于金属-介质法布里-珀罗结构或者透明氧化物四分之一波长膜堆结构,铁氧化物在颜色领域的应用则主要集中在珠光颜料中,并且较多的采用化学沉积法进行制备。本文首次把铁氧化物引入到多层干涉薄膜结构色的设计中去,利用它来增强干涉颜色的显色效果,使产生的结构色具有更高的颜色饱和度,并且具有金属光泽和随角异色效果。薄膜制备工艺采用电子束蒸发加离子辅助沉积。本文系统地阐述了结构色的形成机理和光学薄膜的基础理论,对铁氧化物的光学性质和多层膜结构色的设计与制备进行了深入的研究。用全光谱拟合法首次在光学薄膜领域准确获得了采用电子束蒸发加离子辅助沉积方法制备的单层铁氧化物薄膜的光学常数。设计了两种基于铁氧化物的多层膜结构,并采用电子束蒸发加离子辅助沉积的方法进行制备,获得了黄绿色变蓝色和橙红色变青色(观察角度为0°-60°)两种饱和度高且具有金属光泽的薄膜结构色,在防伪、汽车、电子产品、装饰等领域具有较大的应用前景。