挠曲电效应是描述材料中应变梯度和极化强度的一种耦合（即正效应）,或电场梯度与应力之间的耦合（逆效应）。作为一种新型的类压电效应,挠曲电效应具有两个重要的特性:（1）对材料的对称性没有要求,由于不受对称中心限制,使得挠曲电效应广泛存在于所有固体电介质和聚合物中;（2）应变梯度通常与材料的尺寸成反比,因此,微纳米尺度的挠曲电效应尤为重要。然而,由于目前材料中挠曲电性能的微弱性,尽管挠曲电效应具有可观的应用潜力,但仍限制了其器件应用的发展。探索挠曲电增强效应,开发高挠曲电系数材料也成为了当前重要的研究课题之一。本文在铁电钙钛矿型金属氧化物的挠曲电研究基础之上,通过电介质性能改性调节挠曲电性能,以及开发新型有机-无机杂化钙钛矿半导体中的挠曲电效应,在挠曲电增强效应的研究中取得了新的进展。本文主要研究内容及创新之处是:（1）探索了铁电钙钛矿中挠曲电性能与材料结构相变之间的关系。以0.3Pb(In1/2Nb1/2)O3-0.35Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.35Pb Ti O3单晶为研究对象,测试了较宽温度范围内的挠曲电系数,并比较材料在不同相阶段的挠曲电系数变化,通过挠曲电耦合系数的比较,得出铁电性能对挠曲电的增强作用。（2）铁电钙钛矿中的挠曲电增强效应。通过对铁电钙钛矿的进一步改性,实现挠曲电性能的增强与可控,包括:（1）在钛锡酸钡陶瓷中掺杂氧化铝以达到引入内部的微应变的作用,通过实验测试,证实了内部微应变具有增强挠曲电性能的效果。（2）在PMN-PT陶瓷中掺Sm以及掺Bi形成局部结构异质性。比较了不同比例PT时的挠曲电系数和随温度变化的情况,并通过结构异质性很好的解释了挠曲电系数的变化规律,证实了局部结构异质性对挠曲电性能的增强作用。同时由于更小的离子半径,Sm离子掺入引入了更大的局部结构不均匀性,表现出更强的挠曲电系数增强。（3）在无铅铁电钙钛矿铌酸钾钠陶瓷（K,Na）Nb O3（KNN）中引入氧空位,实现挠曲电性能的增强。同时对氧空位在铁电体中的老化特性进行了研究。通过使用先进的连续交流弯曲振动的方法在材料上进行多次循环测试,研究挠曲电对振动（应变梯度）循环的依赖关系,并将挠曲电的疲劳老化与铁电体的时间依赖性（老化）和周期依赖性（疲劳）相联系,归因于原子缺陷（氧空位）。通过研究挠曲电在材料中的循环依赖性,建立一种跨越微观结构和相关挠曲电的简明关系。（3）利用离子链模型推导了挠曲电非线性效应。高性能的挠曲电器件需要高挠曲电系数。然而作为应变梯度的函数,随着应变梯度的增大,高挠曲电系数是否能始终保持,即材料挠曲电是否存在非线性效应仍然没有得到有效关注。本文首先对材料高挠曲电系数的应变梯度适用区间进行了研究。实验发现,在大多数铁电钙钛矿固体介质和聚偏二氟乙烯材料中,施加的应变梯度较低的情况下,这种机电耦合是一种严格的线性效应;然而当应变梯度高于材料相关阈值时,极化和应变梯度之间存在很强的非线性。这种非线性行为可以通过离子链理论进行解释,并可以用非线性方程拟合。观察到的挠曲电非线性将有助于理解关于块体材料及其纳米级对应物性能之间的差异,并为适用于大应变梯度的挠曲电器件提供指导。（4）半导体中的挠曲电增强效应。通过对卤化钙钛矿单晶的挠曲电性能研究,发现新颖的半导体挠曲电增强效应。并通过半导体界面理论证明了挠曲电增强效应的原理。