铁电块材因其具有可将电信号、机械信号和热信号之间相互转换的特征而在通信、导航、精密测量、信息存储等领域得到广泛的应用。但是这些铁电块材器件往往由于相对较大的尺度、较低的断裂韧性和较小的应变而使其应用受到限制。随着微电子技术与集成电路技术的迅猛发展,人们需要将具有大块铁电材料的性能的薄膜材料利用现代复合技术将不同功能的微尺度材料复合到一块集成板上,构成具有各种优异性能的复合材料体系。通常薄膜材料具有比其块材更高的能量密度、更大的应变能力以及更快的响应时间。因此,铁电材料的性能与制备的研究是目前国际上广为关注的重要课题之一。然而铁电薄膜在制备过程中会经历一个由高温到低温的过程,薄膜与基片之间存在着晶格失配、热失配等,薄膜中必然存在一定的残余应力。薄膜中的残余应力可能会造成薄膜的开裂、表面形成小丘凸起或翘曲,导致铁电薄膜器件失效。另一方面,如果人们能够对薄膜应力的产生机制有较深刻全面的理解,就可能通过适当的制备手段来利用薄膜与基片间的应变效应来调制和提高薄膜的性能。因此,铁电薄膜中的应力研究是关于铁电薄膜的制备和性能研究的重要内容。本文首先在引言部分对铁电薄膜的应用背景、制备方法以及目前铁电薄膜内残余应力的研究现状进行了评述。基于此,提出了本文的选题依据,即研究铁电薄膜中的残余应力是基于“铁电薄膜的重要应用背景和残余应力对铁电薄膜性能的可能影响以及目前铁电薄膜中残余应力研究的不足”。随后对目前常用的铁电薄膜应力测试方法进行了回顾与比较,由于X射线衍射的无损检测特性以及较高的精度,选择了X射线衍射作为铁电薄膜应力表征的主要手段。本文的重点是利用双位向、sin2ψ、高分辨倒易空间图三种不同的X射线衍射应力测试方法分别对高度织构Pt/Ti电极薄膜、多晶PZT铁电薄膜、LaAlO3/BaTiO3外延铁电超晶格薄膜中的应力进行了的表征,本文不仅利用X射线衍射应力测量的传统方法测量了PZT多晶铁电薄膜中的残余应力,而且将双位向、倒易空间图的方法成功应用于高度织构Pt/Ti电极薄膜以及LaAlO3/BaTiO3外延铁电超晶格薄膜的应力测量,并对薄膜中的应力与薄膜的微结构、以及性能之间的关系做了细致的讨论,在对Pt/Ti电极薄膜的研究中发现Ti原子的扩散会直接影响到Pt薄膜