实验使用磁控溅射和真空退火系统制备Fe₃Si/MgO/Si多层膜结构。通过控制溅射时间来控制绝缘层MgO的厚度为20 nm、50 nm、100 nm、150 nm、200 nm。Fe、Si膜厚比分别为2:1,2.5:1,3:1,3.5:1和4:1。退火温度为600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃,退火时间为3小时。最后分析全面实验结果优化Fe、Si配比、MgO厚度和退火温度。通过X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对制备的多层膜样品的晶体结构和显微结构进行研究。研究表明:1)退火温度为600℃,650℃,700℃时,不论MgO层多厚,所有样品全部都生成了Fe_0.9Si_0.1薄膜。2)当退火温度为750℃时,MgO层厚度为20 nm、50 nm、100 nm和150nm的样品生成的是Fe_0.9Si_0.1薄膜,而MgO层厚度为200 nm,Fe、Si膜厚配比为2:1和2.5:1的样品生成Fe₃Si薄膜但衍射峰强度没有表现出显著的规律性,Fe、Si膜厚配比为3:1和3.5:1时样品的Fe₃Si衍射峰比较明显,薄膜结晶质量较好;Fe、Si膜厚配比为4:1的样品Fe₃Si（200）衍射峰展宽,表明样品结晶质量变差。3)当退火温度为800℃时,所有样品都有Fe₃Si生成,同时有的样品中有硅化物FeSi出现,只有MgO层厚度为100 nm,Fe、Si膜厚配比为3:1及MgO层厚度为150 nm,Fe、Si膜厚配比为3.5:1的样品形成的是单一相的Fe₃Si薄膜。4)退火温度为850℃,MgO厚度为20 nm及退火温度为900℃,MgO厚度为200 nm的样品生成了质量较高的半导体相β-FeSi₂薄膜,这个结果对于β-FeSi₂的制备有重要的参考价值。上述结果与无MgO缓冲层时的研究结果不太相同,当没有缓冲层时退火温度为700℃以下的样品中生成的是Fe_0.9Si_0.1薄膜,退火温度为700℃时生成Fe₃Si同时伴随着FeSi生成,退火温度为800℃及以上时样品会生成单一的FeSi相。综上所述,退火温度为800℃,缓冲层MgO厚度为100 nm,Fe、Si厚度比为3:1时生成的Fe₃Si是单一相,且薄膜结晶质量最好,此时薄膜的电阻率是0.011Ω·cm,饱和磁化强度为485.4emu/cm³。CV特性测试得到样品的平带电容为9.37pF。