铁电聚合物最有特点也是最核心的性能就是其自身的自发极化，这相当于一个天然的能量场，在外电场的操控下，自发极化可以发生翻转并稳定下来。利用这一可控的天然电场，铁电高分子在有机电子器件如铁电信息存储器、高效率光伏电池等领域获得了大量的关注。本文围绕偏氟乙烯(VDF)基铁电聚合物的自发极化的应用展开。首先对于已有的应用如电驱动的信息存储器，我们将以提高性能为导向，采取不同的手段对高分子材料进行改造;接下来会根据一些在铁电物理领域尚在探索中的机制去重新设计多功能的有机电子器件;最后我们将展示根据材料本身的性质设计的可植入式或者可应用于人工智能的仿生电子器件。主要研究内容如下:　　1、针对铁电聚合物在信息存储领域的应用，我们利用对聚合物铁电畴的调制成功降低了电畴的翻转势垒，提出了一种可以有效改善基于二元聚合物P(VDF-TrFE)存储器的材料处理方式。通过在二元共聚物中引入缺陷，包括直接加入少量CFE共聚单元或者共混三元共聚物P(VDF-TrFE-CFE)两种方式，降低自发极化态间转换的势垒。表现出来的电学特征为矫顽场的下降，可达到50％。此外，我们还对三元聚合物进行了纳米加工，发现材料本身的热力学不稳定相（铁电相）在加工后稳定了下来，并结合这种材料自身偶极极易翻转的特征，使得这类材料同样可以用于低能耗的信息存储。　　2、挠曲电效应是一种不同于压电效应的、基于应变梯度的力电转换机制。近年来铁电体中的挠曲屯效应取得了很大的关注。在纳米尺度上，挠曲电效应产生的电场很强，甚至可以直接引起铁电畴的翻转。我们利用原子力显微镜仔细研究了铁电聚合物纳米薄膜中的挠曲电效应，推算并实验验证了力导致的铁电聚合物偶极翻转现象。该结果首次证明了铁电聚合物可以在纯机械力的作用下进行电信号的存储。　　3、在铁电体-半导体界面上，铁电体的电极化对半导体的电导率影响十分巨大。我们借用铁电体的极化状态在外界多种能量作用下可发生改变这一特征，设计出了一类新型的无外加栅极，由机械能、热能、光能等外界能量驱动的传感或者存储器件，包括依靠力导致电极化改变的压力传感器，基于热驱动或光驱动的新型相变存储器及光控存储器。　　4、我们将偶氮支链聚合物在光下引起的体积变化与铁电聚合物由于应变导致的极化变化结合在一起，设计出了一类柔性光致电极化的器件。我们用这个器件结合微加工等手段模拟视网膜的功能，制作了一个与天然视网膜功能相似的光电转换器。我们还将该器件与神经细胞相连，观察到在光致极化时，神经细胞能感受到该电极化并释放神经信号，这证明了这类器件具有可直接植入生物体替代天然视网膜的潜力。　　5、三元聚合物的偶极排列在受到外电场刺激时会出现变化。当外电场强度很大或者作用时间很长时，可以诱导出较稳定的铁电相而且偶极排列整齐。而当外电场强度较弱或者作用时间较短时，诱导出的铁电相会很快消失，取向的偶极也会很快回到初始状态。我们利用三元聚合物的特征提出了一种学习型的记忆系统，根据电刺激的作用强度、时长及频率，信息能被记住程度和保留时间都不同，这与人类的记忆模式十分类似，有希望用人工智能电子设备之中。