金属玻璃又称非晶合金,由于其长程无序结构,使得金属玻璃在性能上相比晶体具有更突出的表现,比如高强度、高弹性极限等。随着微电子器件的发展,对材料微型化要求越来越高,所以金属玻璃为适应微型器件的应用,也发展出独特的金属玻璃薄膜。金属玻璃薄膜由于尺寸小,在塑性变形方面表现得更加优异,它也可作为耐高温耐磨损和抗氧化的涂层,同时还可兼备一些功能性特征,例如高反射率。要研究出性能独特的金属玻璃薄膜就必须能够调控其结构,故本论文选用Ni-Nb为研究对象,探究了基底温度对Ni-Nb金属玻璃薄膜结构与性能的影响,揭示了其结构随基底温度变化的机理,同时利用结构变化解释了 Ni-Nb金属玻璃薄膜的性能改善。此外,还选用Au-Cu-Si为研究对象,探究了薄膜厚度对Au-Cu-Si金属玻璃薄膜结构与性能的影响,分析了 Au-Cu-Si金属玻璃薄膜生长过程中的动力学粗化规律,研究了其光学性能和变形模式转变。主要结论如下:(1)通过控制磁控溅射仪器的基底温度,在293 K-823 K的温度范围内制备出Ni-Nb金属玻璃薄膜。利用扫描电镜观察其断面形貌均为柱状结构,表面形貌为颗粒状结构。同时发现在较低基底温度下,薄膜的表面形貌具有微裂纹结构,随着基底温度升高,这些裂纹逐渐消除,并且柱子和颗粒尺寸逐渐减小,在基底温度为573 K处改变较为明显,基底温度在823 K时,尺寸又开始增加。从密度和粗糙度角度观察,同样发现Ni-Nb金属玻璃薄膜在基底温度为573 K处出现显著的变化。薄膜结构随基底温度的改变来源于薄膜沉积过程中表面扩散与阴影效应的竞争关系。(2)利用椭偏仪和反射光谱仪测试Ni-Nb金属玻璃薄膜的光学性能,包括折射率、消光系数和反射率;利用退火法研究了 Ni-Nb金属玻璃薄膜的热稳定性和抗氧化性;同时利用纳米压痕仪、摩擦力显微镜和弯曲仪研究了 Ni-Nb金属玻璃薄膜的力学性能,包括硬度、弹性模量、耐磨性和非均匀变形变为均匀变形的变形模式转变。经过分析发现,在较高基底温度制备的Ni-Nb金属玻璃薄膜兼备较好的光学性能、热稳定性、抗氧化性和力学性能,这从它们的结构差异性可以做出解释。(3)借助扫描电镜发现Au-Cu-Si金属玻璃薄膜在较薄的薄膜断面并未展现出柱状结构,而在较厚的薄膜断面出现了界面并不清晰的柱状结构。利用原子力显微镜分析了 Au-Cu-Si金属玻璃薄膜在生长过程中的动力学粗化规律,其表面动力学粗化具有生长不稳定的特点,符合本征奇异粗化。研究了 Au-Cu-Si金属玻璃薄膜的光学性能,发现存在明显的尺寸效应。同时研究了 Au-Cu-Si金属玻璃薄膜非均匀变形变为均匀变形的变形模式转变,发现其具有较小的变形模式转变临界厚度。虽然Au-Cu-Si金属玻璃薄膜具有较大的T/Tg,但是由于存在非金属元素Si,增加了系统的脆性。