BiFeO₃（BFO）是少数室温单相多铁材料之一,由于其良好的铁电性能、压电性能和铁磁性能等在微电子学（铁电存储器、铁电电容器）、微机械学和集成光学（电光效应器件）等领域具有广阔的应用潜力而受到研究者的广泛关注。但是由于在制备BFO薄膜的过程中Bi元素易挥发;Fe³⁺的变价;易形成杂质相（Bi₂O₃、Bi₂Fe₄O₉等）以及气孔等缺陷导致薄膜的漏电流比较大从而严重制约BFO薄膜的实际应用。在降低漏电流的众多方法中形成双层或者多层薄膜操作更简单,并且是属于纳米尺度的结构设计,是更细微的微观改变,因此越来越受到研究者的重视。此外,理论上构筑双层多层结构能抑制膜内氧空位的迁移,从而会降低其漏电流密度。研究发现Sr₂Bi₄Ti₅O₁₈（SBT）薄膜具有较低的漏电流;良好的疲劳性能。本文采用溶胶-凝胶法,层层退火工艺制备了以SBT为过渡层的BFO基双层复合薄膜,并且系统的研究了SBT过渡层厚度对双层复合薄膜的结构和多铁性能的影响,探讨了相关作用机理。1、研究了SBT过渡层厚度对BFO/SBT双层复合薄膜性能的影响。所有薄膜样品均形成了铋层状钙钛矿结构。BS80样品结晶较好,晶粒尺寸均匀且最小,薄膜致密度较好;Fe²⁺含量最少,氧空位浓度最低。80 nm厚的过渡层提高了双层复合薄膜样品的剩余极化强度和介电常数,降低了双层复合薄膜样品漏电流密度和介电损耗。并且有趣的是在不同的电场强度下漏电机制不同,在低电场（E<100 kV/cm）下复合薄膜的漏电机制为欧姆传导,高电场下（E>100 kV/cm）复合薄膜的漏电机制为F-N隧穿效应。2、研究了SBT过渡层对Mn掺杂BFO薄膜性能的影响。制备了一系列不同过渡层厚度的BiFe_0.98Mn_0.02O₃/SBT（BFMO/SBT）双层复合薄膜。由XRD和SEM分析可知,所有薄膜样品均形成了钙钛矿结构,且BMS40薄膜样品结晶较好,晶粒尺寸均匀且较小,薄膜致密度较好。由XPS结果可以看出,该样品中Fe²⁺含量最少,氧空位浓度最低。此外由于SBT和BFMO薄膜层间耦合以及应力作用,40 nm过渡层增强了薄膜样品的压电性能(d₃₃¹21 pm/V)和铁电性能,测试电场为1250 kV/cm时,2Pr为99μC/cm²,2Ec为846 kV/cm,测试电场为350 kV/cm时,漏电流密度为5.21×10^-55 A/cm²。由于晶粒的尺寸效应,使得引入SBT过渡层后的薄膜样品铁磁性能下降。由于老化程度是氧空位浓度影响缺陷偶极子的重新有序排列所致,因而引入过渡层的样品老化程度较弱。3、探究了Ca掺杂对SBT铁电薄膜性能的影响。结果表明适量的Ca掺杂可以改善SBT薄膜的性能。所有薄膜样品均形成了铋层状钙钛矿结构,没有其他杂相生成。掺量为10 mol%的样品结晶较好,晶粒均匀,薄膜致密度较好;Ti³⁺含量最低,样品中氧空位浓度最低;该掺量增强了薄膜样品的铁电性能（2Pr=33.4μC/cm²,2Ec=182.8 kV/cm）;测试电场为200 kV/cm时,漏电流密度为1.67×10^-77 A/cm²;测试频率为10⁵Hz时,相对介电常数为ε_r=795,介电损耗为tanδ=0.03;测试电场为200 kV/cm,测试频率为500 kHz时,介电调谐性T=18.6%。