VO₂具有金属-绝缘体转变（MIT）性能,其M1相和R相之间的相变温度（T_C）最接近室温,可应用在热致变色智能窗等节能领域,吸引了全世界范围的广泛研究。但是由于V存在着众多价态,关于纯相VO₂（M1）薄膜的大规模生产以及实现其应用仍需寻找简易经济的制备方法。在薄膜材料的制备过程中,热处理气氛等条件对于能否形成化学计量比的VO₂十分重要。目前一般热处理VO₂采用的是流动的N₂或者Ar气氛,但是在热处理期间采用流动气氛,需要消耗大量的保护气体。基于溶胶-凝胶法可制备性能优异VO₂薄膜的基础上,本论文采用一种简便且重复性好的封闭环境NH₃热处理法制备了高纯度的VO₂（M1）薄膜。同时,发现该方法可实现N在VO₂薄膜中的掺杂。本文利用掠入射X-射线衍射（GIXRD）、Raman光谱、X-射线光电子能谱（XPS）、场发射扫描电镜（SEM）、红外光谱（FTIR）等表征VO₂薄膜微观结构,采用紫外-可见-近红外分光光度计测试其光学性能;研究了N元素掺杂对VO₂（M1）薄膜结构和性能的影响;并且,通过第一性原理模拟了不同模式N掺杂VO₂的能带结构。另外,针对实验通常采用的石英玻璃衬底价格昂贵的问题,探索在普通玻璃或硼硅酸盐玻璃上制备具有热致变色效果的VO₂薄膜。其主要研究结果和结论如下:1、采用封闭环境热处理法即可在石英玻璃上成功制备出VO₂（M1）薄膜,其中封闭NH₃气氛法简易,经济。前驱体中VO²⁺离子浓度和PVP掺量越高,制备出的VO₂薄膜越厚,更利于VO₂晶体生长,但是可见光透过率逐渐降低。2、通过控制本底气压、热处理温度和保温时间可重复制备出高纯度的VO₂（M1）薄膜。在本底气压为0.6×10³².0×10³ Pa,热处理温度为470⁵90°C,保温时间不小于0.5 h范围内,都可以制备出主晶相为VO₂（M1）的薄膜。另外,适当增加NH₃的浓度有利于提高薄膜中VO₂（M1）相的纯度。本实验得到的最佳热处理工艺为:本底气压1.0².0×10³ Pa,500⁵30°C保温0.5¹ h。实验制备的VO₂薄膜较佳的光学性能为:T_lum≈39⁴1%,ΔT_sol≈7.7%,ΔT_{2000 nm}≈50%。3、采用封闭NH₃热处理法制备VO₂薄膜成功实现N的掺杂:包含替位N掺杂模式和间隙N掺杂模式。通过调节NH₃浓度可制备不同N掺量的VO₂薄膜。提高NH₃浓度可有效降低VO₂薄膜的相变温度从57.8至48.7°C,同时热滞回线的宽度变窄约17°C。实验和理论计算结果一致表明,替位N和间隙N的掺杂模式都可以使VO₂的带隙Eg₁减小,从而降低VO₂的相变温度。由PVP引入的N元素主要促进VO₂薄膜表面和孔隙中吸附N的生成。4、由于Na⁺的扩散,普通浮法钠钙硅玻璃上不能直接制备出VO₂薄膜,其生成产物主要为钒青铜。采用硼硅酸盐玻璃衬底可以制备出具有良好热致相变效果的VO₂薄膜,但性能仍受到钒青铜杂相的影响。其最佳综合光学性能:T_lum≈46.8%,ΔTsol≈5.5%,ΔT2000 nm≈33.5%。