新型光电器件和阻变随机存储器的研究是目前功能材料领域研究的前沿热点。铁电材料具有的铁电光伏与电致阻变效应的发现拓展了其物理内涵与应用领域,而其内禀的铁电极化可有效调控光伏和电致阻变效应及其耦合具有重要的科学意义和应用前景。本文采用sol-gel法制备了多种铁电薄膜及其异质结,探究了铁电薄膜多层异质结、元素掺杂和结构优化等对薄膜器件性能的影响;研究了铁电薄膜的光伏性能、电致阻变与铁电极化的关系,利用铁电极化实现了调控异质结的光伏与电致阻变性能;并进一步研究了薄膜的电致阻变与光伏效应的相互作用,探索了铁电/阻变/光伏之间的耦合作用与产生机制,为开发下一代新型铁电光电器件和不挥发性铁电阻变存储器的提供了多种方案指导。本论文的主要研究内容及所取得的研究成果如下:1.利用sol-gel法在Pt/Si衬底制备了 BiFe03（BFO）和Au纳米颗粒复合的BFO薄膜,研究表明:Au纳米颗粒的表面等离子体共振效应可将可见光的远场激发转换为近场激发,从而有效增强BFO薄膜对可见光范围内的吸收和光生载流子的分离效率,最终实现BFO铁电光伏性能的显著增强。研究了铁电极化特性对铁电光伏的调控作用及其机制。该研究为铁电基的光伏电池和光电器件的应用开辟了一个新的思路。2.利用sol-gel法在Pt/Si衬底上制备了不同厚度和A位Nd掺杂的Bi（4-x）NdxTi3O12（BNxTO,x=0、0.15、0.5、0.85 和 1.0）薄膜,研究了薄膜厚度和 Nd 掺杂量对其光伏性能的影响,结果表明:BNxTO薄膜的厚度为400-450 nm左右、掺Nd量x=0.85时其光伏性能最佳,并显示出铁电极化可调控光伏性能的特性。同时,ITO/BN0.85TO/Pt异质结器件还表现出稳定的双极性电阻变换特性,并实现了对该异质结电阻的电-光双调控,分析提出受铁电极化调控的界面势垒是BNTO薄膜产生铁电调控光伏和电阻变换效应的内在机制。3.采用sol-gel法在Pt/Si衬底上制备了 BFO和掺Ag2O纳米颗粒的BFO薄膜,研究表明:两薄膜均具有优异的光伏性能,且窄带隙的Ag2O纳米颗粒的引入,可有效拓宽BFO薄膜的光吸收范围和对可见光的吸收效率,从而实现光伏效应的显著增强,这对基于铁电基的光伏电池和光电器件的应用开辟了一个新的思路。此外,ITO/BFO/Pt异质结器件展现出典型的双极性电阻变换效应和多级阻态,并具有良好的保持特性和翻转特性。研究认为其阻变特性受BFO薄膜体内氧空位迁移调控的Ohmic电导和空间电荷限制电流（SCLC）电导的体效应电导机制共同作用的结果。该研究增加了 BFO多铁材料研究的额外自由度,拓展了其多功能器件的应用领域。4.采用sol-gel法在FTO衬底上构建了 Pt/BFO/FTO和Pt/BaTiO3（BTO）/BFO/TiO2/FTO的两个异质结器件。在光开/关和不同的极化态下对比研究了两异质结的光电响应特性,研究表明:多层的BTO/BFO/Ti02薄膜相比于单层的BFO薄膜有助于提高光吸收效率和铁电性能,且其特殊的器件结构也可更有利于光生电子-空穴对的有效分离,从而实现综合提高多层薄膜异质结的光伏性能。此外,Pt/BTO/BFO/TiO2/FTO异质结还表现出稳定的双极性阻变特性,并具有良好的保持特性和翻转特性;在不同的脉冲电压和光调控下实现了四个稳定阻态。分析表明SCLC为该异质结构的主要电导机制,而该SCLC是由氧空位受铁电极化翻转调控界面势垒作用而形成的,其中双铁电层BTO/BFO在不同光场的作用下形成的有效光生载流子也对RS起到调控作用。该研究为铁电光电器件及多级非易失性阻变存储器的研究应用提供了新的途径。