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钙钛矿功能氧化物薄膜实验室制备技术的发展为人们研究和探索其经典及新颖性能提供了基础。近期人们注意到高指数取向钙钛矿异质界面及薄膜具有潜在的功能性;但是，制备高质量钙钛矿薄膜仍具有很多挑战。为了探索高指数取向钙钛矿薄膜的潜在界面及微观缺陷结构并在此基础上制备高质量、不同取向钙钛矿铁电薄膜进而研究其微结构和性能关系，本论文首先设计并利用PLD方法探索制备了[110]取向的庞磁阻Nd0.45Sr0.55MnO3/SrTiO3薄膜体系;利用透射电子显微学方法，我们发现了一类新型的、由钙钛矿中常见的a<110>全位错滑移主导的应变弛豫机制;这类失配位错主要通过滑移被界面钉扎直接形成，位错线方向取决于滑移面与界面的交线;其位错组态服从对数正态分布，除了对薄膜的失配应变进行弛豫以外，还可能在薄膜中产生复杂的长程晶格旋转效应。这些认识对理解和呈现钙钛矿薄膜全景图具有重要意义。 我们还利用透射电子显微学方法对不同厚度Nd0.45Sr0.55MnO3/SrTiO3(110)薄膜界面和缺陷结构进行了细致研究。[110]取向生长的Nd0.45Sr0.55MnO3薄膜具有外延层和纳米柱状层的双层结构特征;柱状层中典型的缺陷为位移矢量为1/2a<111>的RP fault层状缺陷和{111}纳米孪晶;I4/mcm空间群的Nd0.45Sr0.55MnO3薄膜相对于SrTiO3(110)衬底具有[110]STO//<111>NSMO和[110]STO//[100]NSMO两种取向关系。纳米柱状Nd0.45Sr0.55MnO3层具有沿[001]取向优先生长的趋势。对高指数取向钙钛矿薄膜的生长机制进行了细致讨论。 在前期工作的基础上，本论文进一步设计并利用PLD方法探索制备了PbTiO3/SrTiO3多层薄膜体系;利用像差校正透射电子显微学，我们在PbTiO3层中发现两种新型90°荷电铁电畴壁，并对其结构及铁电离子位移特征进行了定量研究。正常90°畴壁具有1.6-2.0nm的宽度，且不受PbTiO3/SrTiO3界面的影响;新型荷电90°畴壁具有明显大于正常90°畴壁的宽度，尤其是荷正电的90°畴壁，相应的长程晶格应变梯度在106/m数量级;PbTiO3/SrTiO3界面对荷负电的90°畴壁具有明显的宽化作用。荷正电90°畴壁处的离子位移具有明显的混乱和被抑制特征，而荷负电90°畴壁处的离子位移在靠近PbTiO3/SrTiO3界面处也具有类似的混乱特征。所有90°畴壁的结构和铁电离子位移都一致反映其宽度。这些结果对认识四方铁电体90°畴壁的原子尺度结构和物理信息具有实际价值。