本论文主要利用透射电子显微学对Bi0.4Ca0.6MnO3外延薄膜的微观结构及其物理性能进行了详细的研究。本论文共分为四章。第一章介绍了钙钛矿锰氧化物的物理性质、外延薄膜的研究进展以及电镜样品的制备方法。首先回顾了锰氧化物的各种性质,如晶体结构、晶格畸变及电子结构,然后介绍了外延薄膜中的应力情况,电荷有序行为,最后介绍了电镜样品的制备方法。第二章系统的研究Bi0.4Ca0.6MnO3外延薄膜的生长模式,并探讨薄膜中的应变情况。利用脉冲激光沉积法制备不同厚度的Bi0.4Ca0.6MnO3外延薄膜,利用透射电镜对不同厚度薄膜的微观结构进行了研究。研究结果表明,Bi0.4Ca0.6MnO3外延薄膜沿岛状模式生长,其表面形貌依赖于不同厚度薄膜中的应力状态。对于10nm厚的薄膜,其表面形貌像一个个孤立的小岛；对于40nm厚的薄膜,岛状结构变宽：当薄膜厚度达到110nm时,岛状形貌消失。第三章研究了薄膜厚度对晶格失配的影响,详细讨论了薄膜厚度对Bi0.4Ca0.6MnO3/SrTiO3界面的影响。研究结果表明,110nm厚的薄膜中存在垂直于界面方向和平行于界面方向的位错。由于薄膜与衬底之间有失配,会产生垂直于界面方向的位错。平行于界面方向的位错是由于衬底表面粗糙而造成的。第四章利用低温样品台并结合高分辨透射电子显微学对不同厚度的Bi0.4Ca0.6MnO3外延薄膜的电荷有序行为进行研究。随着薄膜厚度的增加,Bi0.4Ca0.6MnO3外延薄膜发生了由无调制结构(t＜100nm),到局域非公度调制结构(t=110nm),再到公度调制的结构(t=200nm)的演变。