电子信息技术迅猛发展对宽调谐范围、低插损压控调谐介质器件的需求日益迫切,该类器件的容量随偏压非线性变化,用在微波电路中可实现对信号相位、频率或幅度的调控,其响应速度快、成本低,且功率承载能力强,在移动通信、卫星系统等民用和军事领域具有广泛应用前景。这类器件需要高品质压控调谐介质材料作为支撑,调谐率和介电损耗是评价其性能的关键参数,目前难以实现两者的协同优化,基于此开展BaZrxTi1-xO3(BZT)基介质材料的介电性能及调谐特性研究,建立界面作用机制,探明调谐率和介电损耗影响机理,具有较为重要的理论和应用价值。本论文针对高调谐、低损耗应用目标,利用Zr4+离子抑制电子跃迁、降低介电损耗,选取BZT体系,制备同质双层介质进一步降低介电损耗,采用异质介质层复合方式提高同质双层介质调谐率;为实现调谐率和介电损耗协同优化,利用介质表面沉积薄膜方式综合改善调谐特性,引入激活能探明薄膜与基质界面效应;系统分析了电极金属材料与基质介质界面对介电性能的影响,为利用界面效应制备下一代压控调谐介质器件提供理论依据。论文创新性工作和所得结论如下:(1)采用同质/异质介质层复合方式提升介电性能,主要包括以下两部分:(a)制备 Ba0.9988Bi0.0008Zr0.2Ti0.8O3/Ba0.9988Bi0.0008Zr0.3Ti0.7O3(BBZT20/BBZT30)同质双层介质,建立双层介质理论模型,计算介电常数和介电损耗理论值,探明层间界面积聚电荷对介电性能的影响,同质双层介质介电损耗相比BBZT20降低～60%,达到0.0026;(b)利用居里温度同在室温附近的Ba0.59928Sr0.39952Bi0.0008TiO3(BBST),制备BBZT20/BBST异质双层介质,通过晶体结构分析,结合频率特性、介温特性和调谐特性研究,提出异质界面作用机理,将同质双层介质的调谐率提高近一倍,达到34.9%。(2)探索介质表面沉积NiO薄膜对介电性能的影响,主要包括以下两部分:(a)在不同退火温度下(100℃至400℃)制备NiO薄膜,对其物相、织构系数和晶格应力进行分析,研究NiO薄膜介电调谐特性,采用双势阱模型探明调谐机理,在较低电场下达到了较高调谐率(nr=68.1%);(b)在BaZr0.2Ti0.8O3(BZT20)介质表面沉积NiO薄膜,分析介电常数、调谐率和介电损耗随NiO薄膜厚度变化的内在机理,为优化介质表面沉积薄膜结构的介电性能奠定基础。(3)采用介质表面沉积BZT20薄膜方式综合改善调谐特性,主要包括以下三部分:(a)在不同氧压下(0 Pa至60 Pa)制备BZT20薄膜,分析氧空位对其晶体结构的影响,计算弥散因子建立介电常数频率弥散的物理机制,探明介电损耗随电场变化的内在机理;(b)在BZT20介质表面沉积BZT20薄膜,根据激活能分析薄膜与基质界面势垒的作用机制,与BZT20介质相比介电常数增大(ε=17121),介电损耗降低30%,达到0.012;(c)在BBZT20介质表面沉积BZT20薄膜,其调谐率68.7%,介电损耗0.0051,品质因数134.7,相比基质材料介电损耗减小22%,品质因数提升35%,实现了调谐率和介电损耗的协同优化。(4)制备不同厚度(变化范围≤5%)的BBZT20介质,通过X射线衍射图谱和SEM图像分析微观结构,研究频率特性,建立介质等效电容模型,计算BBZT20基质层介电常数(εs=9949),利用修正居里—外斯定律分析介温特性,探明电极金属材料与基质介质界面对介电性能的影响,为利用界面制备新型压控调谐介质器件提供理论依据。