由于铁电材料的极化可随外电场的转向而反转,在撤去外场时还保持剩余极化的特性,可以作为存储介质应用于存储器中而受到人们的广泛关注。铁电存储器中铁电薄膜必须达到反转1012 以上而没有存储单元失效的要求。但是,铁电薄膜在持续的极化反转作用后会造成剩余极化的下降,引起存储单元的失效,产生所谓的疲劳。电滞回线沿电压轴的偏移可以让设计的工作电压无法反转极化从而造成存储单元写入失败,或者其中一个方向的剩余极化下降到让系统无法分辩反转电流从而引起读出失败,此为印迹效应。为解决铁电薄膜材料的疲劳和印迹问题,人们进行了大量的研究以期找到它们的物理机制,但目前还没有找到一个能被广泛接纳的机理解释。本文通过分析造成铁电薄膜失效的机理,认为铁电薄膜的疲劳是由于铁电薄膜内的固有氧空位以及低介电常数层内的高场强引起的电子的注入效应同时作用而引起的,基于该分析,对Scott 提出的单考虑固有氧空位的作用得到的疲劳关系模型进行了修正。结果证明,修改后的模型与实验结果吻合较好。同时研究了反转频率、测试温度、反转电压、晶粒尺寸对疲劳特性的影响,发现铁电疲劳随相关影响因素的变化关系与修改后的模型模拟规律相吻合。研究发现铁电疲劳随反转频率的降低、温度的升高、反转电压的升高、晶粒的增大趋于严重。在铁电印迹研究方面,通过研究不同厚度、不同退火温度对印迹的影响,认为造成铁电薄膜印迹的原因是在上下电极处氧空位对表面极化的钉扎程度的差异造成了反转电压不相同。研究发现印迹随厚度的增加而增大,随退火温度的升高而增大。找到了印迹后再印迹过程中矫顽电压的偏移量随时间的变化规律,即矫顽电压的偏移随时间呈对数变化关系。研究发现多次的极化反转可以降低印迹。在晶粒尺寸对矫顽电压的影响的研究基础上,建立了合理的理论模型,拟合结果与实验结果吻合。