铁电材料在二十世纪二十年代就已问世.铁电薄膜技术始于二十世纪七十年代,随着成膜技术的发展,这种功能材料已经广泛地应用于电子技术、激光技术和红外探测技术以及其它工程技术方面.梯度铁电薄膜是二十世纪九十年代得到的,由于其介电性、铁电性和热释电性可通过改变化学成分分布以及掺杂的方法得到改善,因此受到国内外的重视.该文应用推广的热力学唯象理论,针对梯度铁电薄膜引入描述薄膜内部组成的局域结构函数,构建了铁电薄膜的GLD自由能,通过数值计算讨论了电极化,材料局域结构居里温度变化、温度、电场、膜厚对薄膜的极化强度和热释电系数的影响.在计算梯度膜内部极化随温度的变化时发现,从同一温度下极化强度沿膜厚方向的分布看到在局域结构中居里温度高的位置铁电相互作用强,而在局域结构中居里温度低的位置铁电相互作用弱,局域结构使极化强的位置处极化降低而使极化弱的位置处极化抬高,这是梯度膜特有的性质,是梯度膜内局域结构铁电相互作用不均匀的结果.当a大于零时极化有所降低,局域结构的居里温度变化大的,相应的自发极化要小,当a小于零时对应情况相反,这与选取作为参照的材料的性质有关.正向恒定电场中薄膜的极化强度有明显的提高,对拓展工作温区起很大作用,电场很大可以掩盖由温度变化引起铁电材料的相变.虽然热释电系数峰值随电场的增大而减小,但梯度膜相变温度位置随电场增大而升高.电场强度增大会拓展温区但代价是热释电系数峰值变小.随着薄膜的厚度变薄,工作温区会有所拓宽但在梯度膜相变温度附近热释电系数降低,薄膜厚度变化会影响到梯度膜的相变温度.膜越厚,热释电系数峰值越大,在远低于和远高于梯度膜相变温度时,膜的厚度对热释电系数的影响不大.外加反向恒定电场时,极化会突然降低,作者认为这是外加反向电场的极化反向有序和高温导致的极化无序之间的竞争造成的,并且会促使相变温度降低,同时热释电系数出现很高的峰值并能持续一段温度范围.增大反向电场会使相变温度降低,利用此性质可以通过调整外场大小和方向来得到特定温度区内高热释电系数的铁电薄膜满足热释电器件的需要.