自上世纪90年代以来,铁电存储器因其非易失性、读写速度快、低功耗等显著优点而备受关注。迄今为止,大规模生产的铁电存储器都是基于传统铁电材料的。但传统铁电材料存在很多问题:与Si基CMOS集成工艺不兼容、环境污染严重、物理厚度大等。要实现铁电存储器高度集成大规模发展,必须找到可解决上述问题的新型铁电材料。2011年,氧化铪薄膜材料首次被发现了铁电性。其与Si基CMOS集成工艺兼容且其在很低物理厚度仍然具有铁电性,具有优秀的小型化能力。因此铁电HfO₂薄膜材料是未来非易失存储器的理想材料。HfO₂材料的铁电性来源于一种具有非中心对称晶相结构的亚稳相正交相,空间群为Pca2₁,而这一晶相的产生依赖于一系列加工工艺的调控,包括掺杂元素种类、掺杂浓度等。掺杂作为使HfO₂薄膜产生铁电性的重要手段,其调控HfO₂薄膜产生铁电性的机理并不清楚。迄今为止的掺杂元素都是受主元素和四价元素,没有施主元素掺杂。而且HfO₂薄膜的疲劳特性会受氧空位数量影响,施主掺杂可以抑制氧空位的含量。因此探索施主掺杂这一缺陷对于HfO₂薄膜的铁电性能的调控作用非常有必要。铁电材料其最重要的应用是铁电存储器,其非常重要的指标是其运行速度,取决于铁电材料中铁电畴的极化反转速度。但HfO₂薄膜铁电畴极化反转动力学的机理及影响因素并不清楚。缺陷掺杂作为影响HfO₂铁电薄膜铁电性能非常大的元素,了解其对电畴反转动力学过程的影响非常重要。针对上述问题,本文探索了两种缺陷对HfO₂薄膜铁电性能调控,讨论了施主元素钽（Ta）掺杂对HfO₂薄膜的铁电性能的影响,还讨论不同Y元素掺杂组分对铁电HfO₂薄膜铁电畴极化反转动力学的影响。第三章主要介绍了钽（Ta）掺杂氧化铪薄膜材料的制备方法,测试并分析了该薄膜的铁电性能,探索了施主掺杂对HfO₂薄膜铁电性能调控作用。证明了施主掺杂可以促使氧化铪薄膜材料产生铁电性,以及施主元素的掺杂浓度可以调控HfO₂薄膜铁电性能,为了解掺杂促使HfO₂薄膜产生铁电的机理提供了可能性。第四章主要介绍了钇（Y）掺杂氧化铪薄膜材料的制备方法,测试和分析不同掺杂组分氧化铪薄膜的铁电性和电畴反转过程,探索了不同掺杂组分对HfO₂薄膜铁电性能以及铁电畴极化反转动力学调控作用。证明了成核过程决定了Y:HfO₂薄膜铁电畴反转速度,不同掺杂组分可以调控HYO薄膜的铁电性能和铁电畴的极化反转速度,为提高铁电存储器的运行速度提高了可能性。