本文的内容是研制超导混频接收机的前期工作，主要是NbN/AlN/NbN超导隧道结制备工艺的研究，涉及到以下几个方面： (一)和传统的隧道结材料Nb相比，NbN的优势在于具有更高的工作温度(10K以上)和更高的工作频率(1.4THz)。讨论了MgO衬底上NbN薄膜的生长情况。详细研究了直流磁控溅射中混合气体辉光放电的电流-电压关系以及溅射气压等工艺参数，确定了最佳工作条件。在环境温度下(即衬底未被加热)，工作气氛中N2和Ar的气体质量比例为1：4，总气压为0.27Pa(2mTorr)，溅射电流为1.1A。XRD、XRD-ψ扫描、AFM、TEM以及XPS等分析结果表明，获得了单晶结构良好的NbN薄膜。在薄膜的晶格常数为a=4.46A时，相应的NbN薄膜的超导临界转变温度可达15.1K，△T＜1K(国际上报道的最高转变温度为16K)。溅射过程中衬底没有加热，这一点对SIS结的制备以及未来与半导体器件的集成非常有利。 (二)论述了制备SIS结的工艺过程。仔细研究了三层膜的结构，观察到清晰的SIS结构的电子显微图像，中间的AlN势垒层连续生长，并且证明了上层NbN的生长取向和底层NbN是非常一致的。在此基础上，自行设计了一整套工艺流程，采用光刻、离子束刻蚀、反应离子刻蚀以及磁控溅射等技术制备NbN/AlN/NbN超导隧道结。我们把隧道结样品置于4.2K温度下测量其电流-电压特性曲线，得到的超导电流密度为1.3kA/cm2，2△约为5.8meV。以上工作为毫米、亚毫米波段超导接收机的研制提供了基础。 (三)AlN薄膜具有广泛的应用前景。AlN材料不论是作为超导SIS结的势垒层还是用作为器件的绝缘层，亦或在光电器件等其它应用领域，都要求薄膜具有优秀的外延结构和平整的表面和界面形貌。为此，研究了在不同衬底上AlN薄膜的结构取向关系，在国际上首次在环境温度下利用MgO衬底生长出具有优秀外延取向结构的AlN薄膜。同时，提出了一个理论生长模型，以解释AlN和MgO的择优匹配生长。该工作有创新，对高频短波长、高功率电子器件的研究具有积极的实际意义。