VO₂在68℃附近发生可逆一级金属—绝缘体相变（MIT）,在相变区域伴随着光吸收、折射率、电阻率、磁化率和比热等物理性质的改变。前期研究表明,VO₂薄膜具有电阻温度变化系数（TCR）高且易于和现代半导体工艺兼容性好等特点,有望实现规模化应用。然而,VO₂薄膜相变温度（68℃）低、TCR曲线迴滞大、对光波长的分辨能力差等缺点和不足,大大限制其在温度探测器和热红外探测器中的应用。针对上述问题,本论文采用元素共掺杂策略,探究了铬（Cr）和铌（Nb）两种金属元素共掺杂对VO₂外延薄膜金属—绝缘体相变特性的调控规律,研究了掺杂VO₂外延薄膜的微结构、温感和光感特性,并提出了光热探测电路的设计方案,取得了如下研究成果:（1）VO₂薄膜微结构及其金属—绝缘体转变的掺杂和应变调控研究。采用磁控溅射技术,制备了不同掺杂比例VO₂外延薄膜;利用XRD、RAMAN光谱、XPS等表征手段,研究了薄膜的晶体和电子结构,发现了Cr、Nb（共）掺杂不影响薄膜外延特性,室温下VO₂仍然保持单斜绝缘相;从薄膜表面价态分析发现:掺杂未改变VO₂电子价态,V元素仍然以V⁴⁺形态存在,而掺杂元素Cr和Nb分别以Cr³⁺和Nb⁵⁺形式存在。薄膜电输运性能研究表明:掺杂薄膜的金属—绝缘体转变被抑制,热迴滞宽度明显减小,电阻随温度变化曲线的线性度变好。另一方面,我们利用应变调控把VO₂/Ti O₂外延薄膜体系相变温度降低至室温附近。（2）VO₂薄膜的温感和光感特性研究。利用自搭建原位光调控试验平台,通过对温度和光功率以及波长的控制,确定了温度传感特性和光传感性与元素掺杂量及其比例的关系。我们发现,当Cr:Nb元素掺杂比例接近2:1时,该掺杂薄膜的温度传感特性（TCR、热迴滞宽度、线性度）最好,其TCR（dln R/d T）高达-3.6%以上;热迴滞宽度小于0.5℃;另外,在20℃、60℃和100℃条件下,薄膜电阻随着可见光强度的变化也接近线性,而且对波长530 nm的绿光响应更好;基于掺杂VO₂薄膜的光热特性,提出了二维光热探测阵列电路设计方案,有望应用于宽温区、非制冷型光热探测器。