过渡金属氮化物作为当今颇具潜力的等离子体材料在近年来备受研究学者的关注。和传统等离子体材料相比,氮化钛(TiN)不仅具有高硬度、耐腐蚀、耐高温等物理性质,还具有良好的导电性,在可见光及近红外区域氮化钛还可以支持激发等离子激元,而且制作工艺比较容易,是当今比较有实用价值的材料。本文用离子束辅助溅射(Ion Beam Assisted Sputtering,IBAD)工艺方法沉积氮化钛薄膜,并研究其结晶性、电学和光学性质随着工艺条件如辅助离子束能量、辅助离子束流、温度和氮氩比的改变发生的变化。结果证实适当增大辅助离子束能量和减小辅助离子束流可以促进氮化钛薄膜(111)方向的择优取向,而氮气的增加和温度的过度增大不利于薄膜的结晶;辅助离子源能量和氮分压的增加会使氮化钛的含氮量增加,而辅助离子束流和温度的增加则会使薄膜含氮量减少。辅助离子的轰击和氮分压的增加都使薄膜更加粗糙,沉积温度的适度增加会使薄膜更光滑。辅助离子束流的增大能使薄膜电阻率增大;氮化钛薄膜的禁带宽度值受到工艺参数影响比较小;较高的辅助离子束能量、辅助离子束流以及沉积温度能使氮化钛薄膜光损耗减弱,而氮分压对光损耗影响较小;载流子浓度随着辅助离子束能量和氮氩比的增加而减少,但是随着沉积温度的增加而增大;辅助离子束能量、辅助离子束流、沉积温度和氮分压的增加都会增强氮化钛薄膜等离子共振,尤其是辅助离子束能量的增加对薄膜性质影响最为明显。本文对离子束的上述效应,从氮含量、离子束与材料的能量交换,电子跃迁等方面进行了微观解释。本文研究说明离子束辅助溅射作为一种新的制备和研究等离子体材料性质的工艺方法,对氮化钛薄膜的结构和等离激元特性有重要的调控作用。