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超导热电子测辐射热计(hot electron bolometer, HEB)与超导纳米线单光子探测器(superconducting nanowire single-photon detector, SNSPD)均基于超导纳米线条中的热电子效应，分别对太赫兹(THz)和红外到可见光频段信号进行高灵敏检测。由于超导热电子器件优异的检测灵敏度，已被广泛应用于天文、遥感、成像、量子通讯等前沿技术的研究及应用中。 本文根据超导热电子器件的特点及应用需要，使用磁控溅射技术，在氧化镁(MgO)、高阻硅(Si)、氧化硅/硅(SiOx/Si)、蓝宝石(Al2O3)等多种衬底上，研究制备了纳米厚度的铌基超导超薄薄膜，即氮化铌(NbN)、铌钛氮(NbTiN)、铌钛(NbTi)及特殊掺杂的铌(Nb*)超薄薄膜。并利用原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)、俄歇电子能谱(AES)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等现代技术手段，研究分析了铌基超导超薄薄膜的表面和界面性能、化学元素配比、晶格结构等特性。已制备出多种高质量的超导薄膜，并将其应用到具有高灵敏特性的超导热电子探测器的研究制备上，并取得了很好的研究结果。取得的主要研究成果有: 1.创新的利用六氮五铌薄膜做为缓冲层，大幅提升了Si衬底上氮化铌薄膜的超导电性，在薄膜厚度小于10nm情况下，与没有缓冲层的氮化铌薄膜相比，具有六氮五铌缓冲层的氮化铌薄膜，其超导转变温度可以提升5-8K，超导临界电流密度提升1个数量级。30nm六氮五铌薄膜缓冲层上，6nm氮化铌薄膜的超导转变温度可高达13.5K，临界电流密度达1.36×107A/cm2，高于MgO衬底上的氮化铌薄膜的超导性能，是目前报道的最好结果。 2.分析研究了六氮五铌缓冲层提升氮化铌薄膜超导性能的主要因素，提出薄膜中应力分配调节超导性能的模型，并利用XRD、TEM等多种分析手段证明了这一模型。这为进一步提升超导薄膜性能，优化HEB和SNSPD器件特性打下了技术基础。 3.利用硅衬底上旋涂聚酰亚胺，发展了一种可控衬底厚度的柔性超导薄膜制备方法。在聚酰亚胺柔性衬底上，制备的10nm NbN薄膜，超导转变温度可达8.3K，30nm薄膜在9T磁场下，超导转变温度仍能达到7K。这种柔性超导薄膜在多层太赫兹超材料器件、磁隐身斗篷、磁屏蔽等方面将有潜在的应用前景。 4.利用47％钛含量的铌钛靶，使用磁控溅射法，在多种衬底上制备了高含钛的铌钛氮薄膜。MgO衬底上8nm薄膜超导转变温度为8.7K，4.2K时的超导临界电流密度7.5×106A/cm2。钛含量的增加，改善了薄膜与衬底晶格的失配，从而使薄膜质量有了进一步提升。且薄膜的电阻率比常规铌钛氮和氮化铌薄膜的电阻率要降低50％以上，这些性能为制备速度高、暗计数低的超导单光子探测器提供了一种可能途径。 5.研究制备了特殊掺杂的超导铌（Nb*）薄膜，并利用1nm厚度的氮化铝做为Nb*薄膜的保护层，有效防止了Nb*薄膜与环境中氧元素的反应导致的超导性能退化。测量结果表明，厚度为6.5nm的Nb*薄膜超导转变温度可达7.45K，临界电流密度达8.15×106A/cm2，远高于同等厚度的普通纯铌薄膜的超导性能。 6.利用研究制备的铌基超导超薄薄膜，制备了超导HEB器件，并表征了器件的超导电性和对太赫兹信号的检测性能。