氮化镁（Mg₃N₂）是典型的碱土金属氮化物,实验测得其光学带隙大于2.5 eV,广义上也属于第三代半导体材料,且多数理论和实验结果认为Mg₃N₂为直接带隙半导体,因而,Mg₃N₂在光电功能材料与器件领域也应该具有潜在的应用价值。然而,受限于制备工艺,目前工业上生产的Mg₃N₂常常是黄绿色粉末,其中含有较多的Mg或MgO杂质,结晶质量比较差,且稳定性不好,容易发生水解。虽然Mg₃N₂在工业上用途广泛,常被用作制备特种陶瓷材料的烧结助剂或触媒,并且是常见的高效储氢材料之一,但是Mg₃N₂作为光电功能材料方面的研究却比较少。本论文采用一种新方法反应磁控溅射法制备高质量Mg₃N₂薄膜,已有的研究中没有采用磁控溅射法制备氮化镁薄膜。围绕Mg₃N₂薄膜的制备工艺开展了系列研究,并初步探索了Mg₃N₂薄膜在光电探测领域中的应用。取得的主要研究结果如下:1.提出了一种制备Mg₃N₂薄膜的新方法,以高纯镁（99.95%）为靶材,以高纯氮气（99.9995%）为工作气体,采用反应射频磁控溅射技术可制备出高质量Mg₃N₂多晶薄膜。该方法具有操作简单、成本低廉、绿色环保、重复性好等优点。2.分别研究了溅射功率、衬底温度、工作气氛等工艺参数对Mg₃N₂薄膜质量的影响,得到的优化工艺参数包括溅射功率为200 W、衬底温度为500℃、工作气氛为纯N₂气。利用这些优化参数,在Si和蓝宝石衬底上制备出高质量α相Mg₃N₂多晶薄膜,晶格常数约为9.973?;Mg₃N₂（222）晶面的XRD衍射峰半峰宽约为0.138°,晶粒尺寸约为59 nm;薄膜的最强拉曼振动峰位于380 cm^-1左右,源于Mg-N对称伸缩振动模式,半峰宽仅为8.3 cm^-1。3.测量了Mg₃N₂薄膜的吸收光谱和反射光谱,证明Mg₃N₂薄膜为直接带隙材料,光学带隙约为2.6 eV,本征吸收边约为480 nm,在吸收边附近吸收系数大于10⁴ cm^-1。4.采用掩埋式MSM电极结构,以BN作为Mg₃N₂薄膜的保护层,制备出Mg₃N₂光电探测器原型,该探测器的波长响应范围主要位于300～500 nm,峰值响应波长约为380 nm,7V偏压下,响应度约为2.0 mA/W,开关比约为45。