MgO薄膜由于具有次级电子发射系数（δ）高、化学稳定性好,已广泛应用于多种光电倍增管、微通道板图像增强器、等离子体平板显示器。但受制备工艺影响,MgO薄膜的δ差异较大,且普遍不耐电子束轰击,影响器件稳定性和寿命。本研究采用热蒸镀结合低氧压热活化技术,在单晶硅片、FTO玻璃表面沉积制备了～200 nm厚的MgO薄膜和Al/Zn/Au掺杂的MgO薄膜。采用SEM、XRD、XPS、AES、AFM等方法表征了薄膜材料的显微形貌、薄厚、结构、元素深度分布等,并比较测试了此方法制备的纯MgO薄膜和Al/Zn/Au掺杂的MgO薄膜的次级电子发射性能。采用基于密度泛函理论的第一性原理计算分析了掺杂Al、Zn、Au的MgO薄膜的电子态密度分布。研究结果表明,Al掺杂的MgO薄膜具有比纯MgO薄膜更高的δ和耐电子束轰击能力。低氧压热活化后Al在MgO薄膜中以单质Al和Al₂O₃形式存在。Al的掺杂使薄膜致密度提高,粗糙度下降。经氧压20 Pa、550℃活化30 min的Al掺杂MgO薄膜,在一次电子能量（E_p）为800 eV轰击时最大次级发射系数（δ_m）高达8.7,且经过E_p=600 eV、一次电子束流20μA持续轰击120 h后δ_m仍大于6。Al的掺杂降低了薄膜的禁带宽度,使二次电子逸出的激活能降低,从而有利于更多的二次电子发射;薄膜中未充分氧化的Al单质使MgO薄膜的导电性有所提高,缓解了次级发射所导致的表面荷电效应。此外,薄膜中Al₂O₃的存在使薄膜的化学稳定性更高,同时致密度的提升使得薄膜更耐电子束持续轰击。MgO-ZnO复合薄膜相对于MgO薄膜同样具有更高的δ和耐电子束轰击稳定性。其在氧压5 Pa、500℃活化30 min后,在E_p=800 eV轰击时δ_m高达12.1,且经过E_p=600 eV、一次电子束流20μA持续轰击120 h后δ_m仍大于11。由于ZnO的掺杂降低了薄膜的禁带宽度,有利于更多的二次电子发射;薄膜中未氧化单质Zn的存在增加了薄膜的导电性,使次级发射过程中荷电效应得到有效抑制。Au掺杂MgO薄膜也表现出优异的次级发射性能。其在氧压20 Pa、550℃活化30 min后,在E_p=1700 eV轰击时δ_m高达9.2,且经过E_p为600 eV、一次电子束流20μA持续轰击115h后δ_m仍大于8.8。薄膜电导率的提升有利于抑制了表面荷电效应;Au的掺杂使MgO薄膜更致密,提高了耐电子轰击能力。