二氧化钒（VO₂）是一种典型的相变材料,在～68℃发生金属-绝缘体相变（Metal-Insulator Transition,MIT）,并伴随众多物理性能的巨大变化。VO₂从低温绝缘态向高温金属态转变的过程中,其电阻率可出现高达5个数量级的下降,并且对红外光表现为从高透过向高反射的变化。利用这些特点,VO₂在诸如热致变色智能窗、相变电子器件、光学器件等多个领域获得广泛的应用。薄膜形态是VO₂应用的主要方式。利用化学法（如水热法、溶胶-凝胶法等）和物理法（如磁控溅射法、脉冲激光沉积法等）均可获得高质量的VO₂薄膜,而其中的磁控溅射镀膜方式,由于设备技术成熟,镀膜参数灵活并易于调控,作为目前制备VO₂薄膜的主要方式,被广泛应用于基础研究和产业化应用。但迄今为止,磁控溅射法制备VO₂薄膜仍存在以下若干问题:（1）获得性能优良的VO₂薄膜通常需将衬底温度保持在400℃以上,使大规模工业镀膜变得非常困难,并无法在高分子类柔性衬底上直接镀膜,大大限制了其应用范围;（2）以传统物理镀膜方式制备的VO₂热致变色智能膜,由于材料本身基础性能的局限,很难实现太阳光调节效率(ΔT_sol)及可见光透过率(T_lum)的同步提升,无法满足智能窗节能目标需求;（3）处于化合价中间状态的VO₂薄膜稳定性较差,在使用环境中易发生性能劣化,导致其服役寿命无法达到实际应用的需求。针对上述问题,本文通过多层膜光学优化设计,获得多种结构的VO₂功能薄膜;通过优化磁控溅射法各种参数,实现了VO₂薄膜的低温制备并获得在柔性高分子基材上的优良薄膜;针对产业化应用目标和当前国内外研发趋势,着重对其稳定性进行了深入的基础研究。通过上述研究获得如下结论:（1）以Cr₂O₃作为模板层,在250-350℃的相对低温范围内制备VO₂薄膜,可使最终得到的VO₂薄膜从介稳态B相到单斜相M相的转变。同时,Cr₂O₃可起到增透减反层的作用,提升VO₂薄膜的光学性能。经膜层优化后,在相对低温（350℃）制备Cr₂O₃/VO₂双层膜结构的低温可见光透过率(T_lum,lt)为46.0%,太阳光调节效率(ΔT_sol)可达12.2%;其热致变色性能优于450℃高温下制备的VO₂单层薄膜。（2）成功制备具有显著热致相变性能的PI/Cr₂O₃/VO₂柔性薄膜。该柔性薄膜随温度变化表现出超过2个数量级的电阻率变化,约60%的透过率变化（2500 nm波长）,以及约6.7%的太阳光调节效率。同时,该VO₂柔性薄膜近乎于无应力状态,其滞回线宽度小于1℃。（3）设计并制备Cr₂O₃/VO₂/Si O₂三层膜结构,可实现优异的热致变色性能,其低温可见光透过率T_lum,lt达54.0%,太阳光调节效率(ΔT_sol)高达16.1%,为当前VO₂基热致变色薄膜的最优值。同时,该膜层结构可实现稳定性的显著提高,在高温高湿加速劣化测试及相变循环测试中,该三层膜结构的热致变色性能未发生显著劣化。结果表明,VO₂薄膜的劣化主要表现为V元素的价态从+4价向+5价的转变。（4）使用Hf O₂作为保护层材料,设计并制备四种保护结构的VO₂薄膜样品,在不同测试环境中对样品的稳定性进行探究。结果表明,VO₂薄膜的截面部分可起到加速薄膜劣化的作用。使用Hf O₂保护层对VO₂薄膜的表面和截面进行包覆,可有效地提高VO₂薄膜的稳定性。VO₂/Hf O₂包覆结构薄膜可在60℃,90%相对湿度的高温高湿环境中稳定服役100天以上,并且在沸水浴实验及热稳定性实验中均表现出稳定性的提升。