硫系材料具有独特优良的光学特性,包括:较大的线性和非线性折射率、较宽的透过范围和较低的声子能量。特别是较大的非线性折射率特性,使它们在全光开关、波长转换、超连续光谱和光放大等光学应用中发挥着重要作用。然而,硫系玻璃的柔性结构易受温度和光强的影响产生弛豫,这会影响光器件工作的稳定性,对硫系光器件的应用产生很大的局限性。本文利用磁控溅射法制备了系列平均配位数（MCN）为2.27～2.66的Ge-Sb-Se硫系薄膜,并且系统研究了薄膜样品在热处理后,材料结构变化以及所引起的光学、电学性质的变化情况,筛选并获得结构较稳定的Ge-Sb-Se硫系薄膜组分。主要研究工作及结论如下:1.研究了热处理时间和薄膜厚度、折射率的关系。研究发现,薄膜样品在Tg以下20℃退火1h,3h,5h,15h,35h后,MCN=2.27、2.33、2.4的薄膜随着退火时间的增加,厚度逐渐减小,折射率相应增大;MCN=2.45、2.5、2.58、2.66的薄膜随着退火时间的增加,厚度逐渐增大,折射率相应减小;而MCN=2.4的薄膜受退火时间的影响最小,35小时热处理后厚度减小了3%,折射率仅增加了1%。2.研究了退火前后薄膜的透过光谱变化规律。研究发现,退火后的薄膜样品短波截止吸收边发生蓝移,且随着退火时间的增加,截止吸收边蓝移越明显,对应的光学带隙随之增加,MCN=2.4的薄膜光学带隙受退火时间影响最小,随着退火时间从1h增加到35h,光学带隙仅增加1%。3.利用原位电阻测试系统,研究了薄膜的电学特性。通过测试薄膜的电阻-温度曲线,得到薄膜样品的玻璃转变温度Tg;测试了薄膜的电阻-时间关系曲线（在Tg以下10℃通电加热）,发现经过一段时间（1000s）加热后,所有薄膜的电阻有明显减小,其中变化最大的MCN=2.66的薄膜样品,电阻值减小了97%,而相对于其它组分的薄膜而言MCN=2.4的薄膜电阻的变化幅度最小,为47%。4.进一步利用拉曼光谱表征退火前后的薄膜样品的结构变化。研究发现MCN=2.27、2.33、2.45、2.50、2.55、2.60和2.66的薄膜中SbSe3/2三角锥结构、GeSe4/2结构、Ge-Ge键振动峰、Se-Se键振动峰以及Sb-Sb键振动峰都发生了变化,说明薄膜的网络结构交联程度发生变化,从而导致了薄膜折射率、光学带隙发生了变化。而MCN=2.4的薄膜样品退火前后拉曼无明显变化。综上所述,通过对热处理后的薄膜进行光学、电学的测试以及薄膜结构方面的表征,得到MCN=2.4的薄膜具有较好的热稳定,满足光学器件对硫系材料热学性能的要求;并且该薄膜具有较高的折射率,是理想的光学材料。