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近年来，随着信息存储、传感器以及微机电系统发展的需求，铁电材料日益成为产业界、科技界、学术界和军事界的研究热点。目前用于器件生产的铁电材料主要是铅系材料(PZT体系)，但是这类材料在制造和回收过程中会带来严重的环境污染问题，违背了人类对环境保护的美好诉求，促使人们寻找一种新型的无铅铁电材料。BiFeO3(BFO)作为一种无铅环保铁电材料，理论剩余极化值高达100μC/cm2，具有优异的铁电、压电以及铁磁性能，非常有希望替代PZT应用于未来的微电子器件。然而，由于Bi3+的挥发和Fe3+的变价使BFO薄膜具有严重的漏电问题，这成为阻碍其应用和发展的关键所在。根据近几年的报道，镧系元素掺杂可以有效抑制BFO薄膜的漏电流并可以在一定程度上提高薄膜的绝缘性和铁电性，成为铁电薄膜材料研究的热点之一。随着研究的深入，发现掺杂会带来晶化程度降低的负面作用，而达不到理想的效果。目前薄膜晶化程度的提高主要是通过提高退火温度来实现的，但BFO薄膜器件与集成电路CMOS工艺的兼容性问题要求薄膜的制备温度越低越好。因此，如何在低温区实现BFO-基薄膜晶化程度的提高显得尤为重要。由于薄膜的晶化程度在很大程度上受制备工艺参数的影响，所以系统研究制备工艺参数对镧系元素掺杂BFO薄膜的生长模式与性能的影响具有重要的理论和实际应用价值。基于上述分析，本论文就镧系元素掺杂的BFO薄膜展开了相关的研究工作，主要探讨金属有机分解法结合层层退火的制备工艺参数对薄膜生长模式和性能的影响，研究的主要内容和结论如下：1、在ITO/glass衬底上，制备了预处理温度分别为225℃、250℃、275℃、300℃、325℃和350℃的Bi0.9Nd0.1FeO3(BNFO)薄膜。结果发现，预处理温度对BNFO薄膜的晶化程度有显著影响。275℃是BNFO薄膜的碳化温度，由于碳化颗粒存在于薄膜的晶粒或晶界处，导致275℃预处理BNFO薄膜的晶化程度和铁电性能明显降低，该薄膜具有最低的剩余极化值和电荷保持性能，老化现象严重。225~300℃预处理BNFO薄膜中均具有不同含量或不同存在形式的残余有机物，这对薄膜的晶化和铁电性能产生了一定的负面作用。2、在ITO/glass衬底上，制备了一系列退火温度分别为450℃、475℃、500℃、525℃的不同预处理(225~350℃)Bi0.9Nd0.1FeO3薄膜，并系统研究了预处理和退火温度对BNFO薄膜结构和性能的影响。结果表明，275℃的碳化问题很难通过调整退火温度来消除，不同退火温度的275℃预处理BNFO薄膜均具有较低的晶化程度和铁电性能，应避免采用该温度作预处理温度；325℃预处理BNFO薄膜具有较好的晶化程度和铁电性能，这表明325℃是本实验最理想的预处理温度。3、在ITO/glass衬底上，通过调整匀胶机的转速制备了单层厚度分别为45nm、40nm、34nm、29nm的不同退火温度(475℃、500℃、525℃)Bi0.9Nd0.1FeO3薄膜，系统研究了层层退火工艺下，薄膜的单层厚度和退火温度对其结构和性能的影响。结果发现，随着退火温度的降低，BNFO薄膜的晶化程度对单层厚度的依赖性变强，在475℃退火条件下，薄膜的晶化程度随单层厚度的增加而明显降低，我们从薄膜的成核与生长机制对其作出解释。从BNFO薄膜的电滞回线在不同电压下的演变过程看出，不同层厚薄膜矫顽场的非对称性随电场的增加而减小，这主要归因于(Fe2’Fe3)(VO2)缺陷对的断开；在同一测试电场下，薄膜矫顽场的非对称性随单层厚度的增加而降低，这是薄膜晶化程度降低、缺陷含量增加的结果。结合电滞回线的测试原理，我们对电滞回线缺口的打开方向以及缺口大小随薄膜单层厚度和电压的变化规律给出解释。