PbTiO₃（PT）基铁电薄膜在热释电探测器，动态随机存储器，非挥发性铁电存储器及微电机械系统系中具有广泛的应用前景。但是，将PT基铁电薄膜应用于实际器件时，还存在一些障碍，总的说来主要有体材料优良电学性能的保持，降低处理温度，提高抗极化疲劳和降低漏电流这四个方面。另外，对于PT基铁电薄膜热释电方面的应用来说，为提高各项优值，必须有尽量大的热释电系数和尽量小的介电常数。本文在利用溶胶凝胶技术制备Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃（PZT）、Pb(Nb_0.01Zr_0.2Ti_0.8)O₃ （PNZT）和Pb_0.8La_0.1Ca_0.1Ti_0.975O₃ （PLCT）薄膜的基础上，针对薄膜实际应用亟待解决的一系列突出问题，深入研究了薄膜织构控制与低温晶化工艺、界面性质、残余应力、铁电及热释电性能之间的关系。通过改变热分解温度，在（111）Pt/TiO₂/SiO₂/Si基底上成功得到了带有不同强织构的PZT薄膜，当热分解温度较低时，薄膜为（111）织构，而当热分解温度较高时，薄膜则表现为强烈的（100）取向，研究发现，对于准同型相界附近区域的PZT薄膜来说，择优取向和相结构严重影响薄膜的电畴结构和极化行为，从而严重影响薄膜的铁电性能，在较低的电场强度下，处于R相或M相具有（111）织构的薄膜铁电性能较好，而当电场强度较大时，处于T相具有（100）织构的薄膜表现出更为良好的铁电性能。对于（100）取向的PLCT薄膜来说，热分解温度不仅能改变薄膜的织构度，而且还能改变薄膜中所受残余应力的大小和符号。以此为基础，分析了织构度和残余应力对（100）织构PLCT薄膜相变行为的影响，发现织构度和残余应力能有效改变薄膜的相变温度，并利用朗道－德文希尔理论对上述结果进行理论模拟，证实理论模拟与实验结果相符。最后利用热释电薄膜表观性能与其相变温度密切相关的特点，阐明了强（100）织构PLCT薄膜残余应力对薄膜热释电性能的影响规律。利用sol-gel技术在450℃的低晶化温度下制备得到了高度（100）取向的PLCT薄膜，并且以PLCT薄膜为种子层，成功实现了PNZT薄膜在450℃时低温晶化，同时发现，PLCT种子层厚度对PNZT薄膜织构类型有着非常重要的影响，随着种子层厚度的增加，PNZT薄膜的织构逐渐由（111）取向到（100）取向转变，实现了通过PLCT种子层厚度控制PNZT薄膜晶体学织构的目的。另外，界面处PLCT种子层的引入为PNZT薄膜提供了形核质点，提高了PNZT薄膜的剩余极化强度和热释电性能，同时减少了缺陷在界面处的形成和积累，使PNZT薄膜的抗疲劳特性得以提高的同时，大幅降低了薄膜的漏电流密度。综合利用PLCT薄膜低温晶化且带有强（100）织构的特点，成功制备得到“三明治”结构的PLCT多孔薄膜。在多孔化、大幅降低介电常数的同时，“三明治”结构的薄膜依然保持强织构、高热释电性能以及小的漏电流。研究发现，退火晶化过程中的升温速率对薄膜孔洞含量的多少有着非常重要的影响，阐明了晶化过程中升温速率对“三明治”结构PLCT多孔薄膜的织构、铁电性能和热释电性能的影响规律。同样利用PLCT薄膜低温晶化且带有强（100）织构的特点，在晶化温度为450oC的低温下制备得到了强（100）织构的PLCT/PNZT多层薄膜，研究表明经过450oC低温晶化的薄膜膜面平整致密，层与层之间界限分明，界面扩散比较少。相对于PLCT薄膜，PLCT/PNZT多层薄膜在介电常数大幅下降的同时，剩余极化强度和热释电系数也得到了提高，从而使PLCT/PNZT多层薄膜的电压响应优值和探测优值也得到了较大幅度的提高。实现了通过制备多层薄膜降低介电常数、提高热释电性能的目的，同时，由于PLCT/PNZT多层薄膜的晶化温度为450oC，对铁电薄膜在硅基上实现单片集成化也具有重要的实用价值，为薄膜的实际使用性能奠定了坚实的基础。