铁电体具有自发极化,其方向可以通过施加反向的外部电场进行翻转。由于该材料在介电、热释电、压电、电光和铁电等方面表现出的优异性能,铁电体在铁电存储器、红外探测器、声表面波和集成光电器件等固态器件方面都有着非常重要的应用。尽管多年来科学家努力开发新的铁电材料,目前研究最多且应用最广泛的仍是无机陶瓷铁电体如钛酸钡(BTO)和锆钛酸铅(PZT),它们具有优异的铁电性能。但是,这些材料往往含有对环境有害的重金属,并且通常需要高成本,高温处理和高能量消耗,这大大限制了它们的应用。作为替代或补充,分子铁电体具有低成本,重量轻,易加工,机械灵活性和环境友好等许多优点,近年来已被深入研究。因此,分子铁电材料一直是高新技术研究的前沿和热点领域之一。铁电极化的稳定性和翻转动力学是铁电物理学中最重要的几个问题之一,分子铁电体在考虑任何实际应用之前都应该对此进行深入地研究,只有这样才能更好地设计合成性能优良的分子基铁电体,以期取代无机铁电材料。通过分子设计与晶体工程,本论文合成了几个分子铁电体,利用压电力显微镜(PFM)对其铁电畴结构和畴动力学进行详细的分析和讨论,并且对其中两个铁电体的极化翻转性能进行了系统深入的研究。(I)第二章展示了一个杂化分子铁电体(Ph3PO)2Mn Br2,该铁电体会显现出强烈的绿色摩擦发光,是下一代光波导和光显示器的潜在候选者。通过使用PFM,证实了在(Ph3PO)2Mn Br2薄膜中存在铁电畴。同时还通过直流偏压极化证明了铁电畴的可逆翻转,验证了铁电性的存在。(II)第三章,基于一种简单有效的水溶液法制备了双轴分子铁电薄膜[Hdabco]Cl O4(dabco=1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷)。从排列规则的枝状晶体开始生长,最终形成一个连续的薄膜。有了这种高质量的薄膜,即使在10 k Hz时,也能成功得到明确的矩形P-E电滞回线。使用PFM,可以清楚地观察到180°和非180°铁电畴的共存,同时还实现了180°铁电翻转和非180°铁弹翻转,证实了多个极化方向之间可以发生转变。优异的成膜能力、多轴特性和超快的极化翻转使其成为下一代柔性电子产品应用的理想选择。(III)第四章,基于水溶液法制备了[Hdabco]Re O4分子铁电薄膜。它具有所有报道的分子铁电体中最高的居里温度499.6 K和最快的极化翻转速率100 k Hz,应用的温度范围广。同时它具有大的剩余极化值(~9μC/cm2),低的矫顽电压(~10 V)和独特的多轴铁电性质,使得[Hdabco]Re O4成为用于下一代柔性器件、可穿戴设备和仿生学中数据存储应用的可行方案。(IV)第五章,最近报道了一种可以控制晶体的极化方向的塑晶高铼酸奎宁([HQ]Re O4),但是相应的温度窗口只有22 K(345-367 K),这样一个狭窄的窗口和室温下铁电性的不确定将极大地限制它的应用潜力。于此,我们制备了大面积高质量的[HQ]Re O4多晶薄膜,并首次在温度范围从298 K到367 K之间观察到铁电性。此外,我们还采用PFM研究了多轴极化旋转和畴动力学的机理。通过将铁电性的温度窗口扩展到室温还有非凡的薄膜制备能力,[HQ]Re O4将成为下一代铁电材料的合适候选者。