锆钛酸铅系（PZT）铁电材料因其优异的铁电,介电及压电性能在微机电系统等方面有着重要应用,如何进一步提升当前核心压电薄膜的压电与机电耦合性能长期以来一直是国际上关注的焦点。以铌锰酸铅-锆酸铅-钛酸铅（PMN-PZ-PT）为代表的新一代弛豫铁电材料引起了人们的广泛关注,在准同型相界成分（MPB）附近,兼有压电与机电耦合性能和更好的温度稳定性,在传感器,换能器及驱动器等领域有重要的应用前景。本文主要对PMN-PZT弛豫铁电体薄膜生长及结构及宏观电学性能进行了研究,其主要研究工作如下:1.利用射频磁控溅射法（RF-Sputtering）制备了＜110＞取向PMN-PZT弛豫铁电薄膜,研究了生长工艺如沉积温度、沉积气压、沉积气氛对薄膜微观结构及宏观电学性能的影响规律。首先利用脉冲激光沉积方法（PLD）在硅基Pt衬底表面生长了纯钙钛矿结构＜110＞取向镧锶钴氧（LSCO）底电极,接着在其表面利用射频磁控溅射方法生长PMN-PZT薄膜,系统地研究了沉积温度对于压电薄膜物相结构,表面形貌以及电学性能的影响。结果表明,在550℃条件下制备的弛豫铁电薄膜PMN-PZT和LSCO均表现为纯钙钛矿相,没有明显的峰分裂现象。通过扫描电镜表面及横截面结果可看出薄膜表面平整,薄膜结晶性良好,界面清晰。铁电性能测试中得到典型饱和电滞回线且剩余极化强度可达60μC/cm~2,矫顽场为15k V/mm。基于优化后的沉积温度条件,进一步探讨沉积气压变化对PMN-PZT薄膜压电,介电和铁电特性的变化规律和物理机制。在优化的制备条件下（沉积温度为550℃,沉积气压为0.9 Pa）,PMN-PZT薄膜获得了平整的形貌和优异的介电、铁电性能:1 k Hz下,介电常数为1150,介电损耗为0.15;在55 k V/mm的电场强度下,剩余极化Pr为60μC/cm~2,矫顽场Ec为15 k V/mm。实验结果表明随着气压的提高,PMN-PZT薄膜的介电常数和剩余极化逐渐提高。另外,优化的PMN-PZT薄膜在原位电场下展现出了优良的局域压电响应以及畴翻转行为。2.通过向Pt衬底中引入＜100＞取向镍酸镧（LNO）底电极缓冲层,改善了PMN-PZT薄膜的结晶质量。研究了工艺参数对于PMN-PZT薄膜材料结构及电性能影响的变化规律。采用射频磁控溅射法在硅基衬底上制备了LNO底电极,研究了沉积温度及沉积气压对LNO薄膜物相结构、表面形貌、粗糙度、电阻率的影响。优化后LNO薄膜的方块电阻为2（?）,均方根粗糙度0.9 nm时。为了进一步提高PMN-PZT薄膜的结晶质量和择优取向度,引入快速退火工艺,制备了高质量的＜100＞单一取向生长的PMN-PZT薄膜,研究了快速退火温度和退火时间对薄膜的相结构、电学性能和结晶质量的影响。当退火温度为650℃,退火时间为30 min时,薄膜在1 k Hz的频率下的介电常数达到1319,介电损耗降低至0.034,矫顽场为7 k V/mm,剩余极化强度达到40μC/cm~2,漏电流密度低至1.5×10-10A/cm~2,表明薄膜具有优异的绝缘特性。同时使用PFM压电力显微镜研究了PMN-PZT薄膜在外加的原位直流偏置电场下的形貌、铁电畴结构和局部压电响应,观察到了180°的铁电畴翻转及非线性的类蝴蝶的微区压电响应。面外XRD实验结果表明,PMN-PZT薄膜的＜100＞峰的取向度接近100%,衍射峰强且窄,说明晶粒生长饱满,结晶质量好。相比于＜110＞取向的PMN-PZT,＜100＞取向的PMN-PZT薄膜具有更低的介电常数和介电损耗,晶粒尺寸更大,结晶效果更好,具有优异的介电、铁电和压电性能。3.研究了PMN-PZT薄膜在硅衬底上生长的厚度尺寸效应。优化了大尺寸薄膜的生长工艺,获得了高质量的微米级厚膜。研究表明,随着薄膜厚度的增加,介电、铁电性能均得到提升。在1k Hz下,其剩余极化升至50μC/cm~2,介电常数达到1400,介电损耗低至0.025。在优化的制备和退火工艺基础上,采用直流极化方法,调节铁电畴结构,提升压电和释电性能。研究了极化温度,极化时间,极化电场等极化工艺参数对PMN-PZT薄膜介电性能的影响。在优化极化工艺下（极化温度为140℃,极化时间为5 min,极化电压为10 k V/mm）,PMN-PZT薄膜的介电常数下降20%。研究表明,直流极化后薄膜的压电性能和热释电性能均得到大幅提升,压电系数d33高达425 p C/N,达到同等厚度PZT薄膜的3倍以上,热释电系数达到8.9×10-4C/m~2K,优于同期报道的PIMNT薄膜。