由于非挥发性铁电存储器巨大的商用前景，上世纪80年代以来，铁电薄膜受到广泛的研究。在正常的操作条件下，铁电存储器的非挥发性极化会随存取次数的增加而减小，这就是极化疲劳，它决定了铁电薄膜存储器的使用寿命。最著名的几种疲劳机制，包括畴核抑制生长、畴壁钉扎、局部印记、电极／薄膜界面附近形成低介电常数层、电极的有效面积减少、氧空位向平行于电极的平面有序迁徙等等。但是，上述几种疲劳机制只能解释局部现象而且有时相互矛盾。因为导致疲劳的各种因素和温度的关系不同，研究低温铁电疲劳可以提供更丰富的实验数据，有助于我们把疲劳机制统一起来，建立关于疲劳机制全面而和谐的物理图象。 Dawber的疲劳机制提出：在疲劳过程中，薄膜内部的氧空位会有序地排列成一个平行于电极的氧空位平面。我们研究了具有Pt电极的Pb（Zr<,0.52>Ti<,0.48>）0<,3>和Pb<,0.75>La<,0.25>TiO<,3>薄膜的变温疲劳，结果和Dawber的机制定性吻合。如果这个机制假设的氧空位平面就是薄膜／电极界面附近的平面，那么Dawber的疲劳机制、畴核抑制生长机制和薄膜／电极界面形成低介电常数层机制就能够相互吻合，具有统一的物理图像：只要在薄膜／电极附近的平面聚集大量电荷和缺陷（包括薄膜内部电荷和缺陷迁徙，光照产生缺陷和电荷，电极注入电荷），就会导致ABO<,3>型铁电薄膜的疲劳；在薄膜／Pt电极界面附近，畴核抑制生长或者形成低介电常数层最终导致了疲劳。 在50K至298K范围，我们系统研究了部分抗疲劳性能优越的（Bi<,2>O<,2>）<2+>（A<,-1>BnO<,3n+1>）<2+>型铁电薄膜的铁电和介电性质，这些薄膜是：Sr<,2>BiTi<,2>O<,9>（SBT）、Bi<,3.15>Nd<,0.85>Ti<,3>O<,12>（BNT）和Bi<3.25>La<,0.75>Ti<,3>O<,12>（BLT）。在实验数据的基础上，我们提出了这类薄膜的疲劳物理图像：电荷和缺陷在SBT、BLT和BNT中主要是局域迁徙的；电荷和缺陷聚集（钉扎）到一起的浓度不会很高，所以解钉扎很容易发生；不管是常温还是低温，疲劳与否都由钉扎与解钉扎畴壁的平衡决定；疲劳的翻转电场（Ep）、温度、样品中缺陷的浓度强烈影响着畴壁的钉扎和解钉扎；把疲劳后的和印记后的样品恢复到初始样品的特征比较容易。根据上述物理图像分析数据，我们的主要成绩有三条：（1）脉冲激光沉积（PLD）方法制备的薄膜有较多的缺陷，矫顽场比较大，低温下铁电畴的钉扎强度仍然比较大；PLD制备的 SBT低温抗疲劳能力比常温差。由于金属有机分解法（MOD）制备过程中引起的缺陷和电荷浓度较小，矫顽场很低；MOD制备的SBT样品在低温下的畴壁钉扎和解钉扎强度很低，在低温下具有很好的抗疲劳能力。（2）具有Pt电极的SBT、BNT和BLT薄膜抗疲劳的原因主要有三种：稳定的氧八面体层导致氧空位迁徙困难；（Bi<,2>O<,2>）<2＋>层对空间电荷有自我管理和补偿作用；畴壁解钉扎的速度很快，可以平衡畴壁钉扎的速度。这三种机制是内在一致的。前两种机制是第三种机制的原因。（3）SBT、BLT和BNT样品的疲劳是由畴壁钉扎机制主导的；畴壁钉扎是因为电荷和缺陷的局域迁徙造成的。 总之，我们明确提出：薄膜内部氧空位和缺陷长程扩散（或短程扩散）并发生高浓度（或低浓度）聚集是ABO<,3>型氧化物（或部分层状钙钛矿氧化物）发生严重（或轻微）极化疲劳（90<0>畴和应力引起的疲劳除外）的主要原因。 铁电磁体Bi<,1-x>A<,x>FeO<,3>制备部分 虽然BiFeO<,3>具有很高的居里温度（铁电T<,C>~1103K，反铁磁T<<,N>~643K），但是它的电极化不大，具有空间调制螺旋G型反铁磁结构，只有很小的二级磁电耦合效应。以BiFeO<,3>为基础的系列样品要实现良好的磁电性能，必须改变BiFeO<,3>的晶格。通过衬底或者外加磁场等施加外应力、氧空位等缺陷或者离子掺杂施加内应力都可以改变ABO<,3>晶格，从而获得良好的磁电性能。通过SrRuO<,3>／SrTiO<,3>外延BiFeO<,3>薄膜的方案取得了巨大的成功，薄膜在（111）。晶向的极化达到~100μC／cm<2>；但是样品性能依赖于薄膜厚度、很难制备。BiFeO<,3>的A位或B位掺杂样品，制备工艺简单成本低，因此掺杂样品具有更广泛的应用价值。 本文制备了高度绝缘Bi<,1-x>A<,x>FeO<,3>陶瓷。通过对BiFeO<,3>掺杂La，在~0.01≤x≤~0.2的范围内增强了Bi<,1-x>La<,x>FeO<,3>的电极化，P<,S>15μC／cm<2>；在x≥~0.1时候，Bi<,1-x>La<,x>FeO<,3>从六方相转变成四方相，这说明螺旋磁结构的反铁磁已经被破坏；在~0.1≤x≤~0.2，同时具有较大的电极化和空间均匀的反铁磁，这是较大的一级磁电耦合效应可能出现的区域；在~0.2≤x≤~0.25，Bi<,1-x>La<,x>FeO<,3>的P<,s>忽然从大于20μC／cm<2>降到小于6μC／cm<2>，这说明此区域存在一个二级相变。此外，我们还发现：在BiFeO<,3>的A位掺Nd的性能与A位掺La的性能类似。 总之，我们介绍了研究Bi<,1-x>A<,x>FeO<,3>系列样品的必要性，成功制备和表征BiFeO<,3>陶瓷及其掺杂材料Bi<,1-x>A<,x>FeO<,3>（0≤x<0．3；A为La<3＋>、Nd<3＋>三价稀土金属离子）。