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Ba1-xSrxTiO3(简称BST)是一种钙钛矿结构的铁电材料，具有介电常数适中、漏电流密度小、热释电性能优良以及居里温度可调等特点，是制作非制冷红外焦平面阵列(UFPA)的理想材料之一。为了满足单片式UFPA器件研制的需要，本文对BST组分梯度薄膜的制备、界面特性及其电学性能进行了研究。主要研究内容及结果如下：
⑴进行了BST陶瓷靶材的烧结工艺研究，在优化烧结工艺下制得结构致密，结晶程度良好的BT、Ba0.9Sr0.10TiO3、Ba0.80Sr0.20TiO3和Ba0.70Sr0.30TiO3陶瓷靶材。然后研究了磁控溅射的工艺参数对Pt电极上沉积的下梯度组分BST薄膜界面特性、电学性能的影响。实验结果表明：衬底温度、沉积气压和氧氩比对薄膜的影响较大。在600℃沉积的下梯度组分BST薄膜介电常数较大，介电损耗和漏电流密度较小；在3.0Pa获得了最高的沉积速率和电学性能良好的BST组分梯度薄膜。综合各种工艺参数得到沉积下梯度组分BST薄膜的优化工艺参数：衬底温度600℃，02/Ar=1:2，沉积气压3.0Pa。在优化工艺参数下在Pt电极上沉积的下梯度组分BST薄膜晶化程度良好、结构致密、晶粒生长均匀。在100kHz时薄膜的介电常数ε为379.5，介电损耗为0.0186,介电可调率为23.8％，在375kV/cm外电场下薄膜的剩余极化2P，为2.84μC/cm2，矫顽场为21.8kV/cm,75 kV/cm外电场下薄膜的漏电流为1.18×10-6 A/cm2。
⑵采用界面调控的方法在薄膜与衬底之间使有不同电极材料和引入YSZ缓冲层来改善界面结构、提高薄膜的晶化程度和电学性能。实验结果表明：在Ru和RuO2电极上制备的下梯度组分BST薄膜，其介电损耗明显高于在Pt电极上制备的薄膜：RuO2/Pt复合电极上制备的下梯度组分BST薄膜在100kHz时ε为324.8，介电损耗为0.0199；在400kV/cm时薄膜的2Pr为4.26μC/cm2，矫顽场Ec为36.0kV/cm；这些电学性能接近与Pt电极上制备的下梯度组分BST薄膜，适合作为薄膜的底电极材料。YSZ缓冲层的厚度对下梯度组分BST薄膜电学性能影响比较明显，当YSZ的厚度为7nm时，YSZ薄膜的晶化程度较好，能够有效促进下梯度组分BST薄膜的生长；在100kHz时沉积在YSZ(7nm)上的BST组分梯度薄膜的介电常数达到351.6，介电损耗在0.0180以下；但铁电性能不是很好，剩余极化2Pr为0.54μC/cm2，矫顽场强Ec为15.3kV/cm。
⑶在优化工艺条件下在不同底电极和YSZ缓冲层上制备出下梯度组分BST薄膜，并对其热释电性能进行了表征。实验测得BST/RuO2/Pt/薄膜的热释电系数为p=7.5×10-8C·cm-2·K-1，在Pt电极上沉积的薄膜热释电系数为5.04 C·cm-2·K-1，该值高于现有常见LiTaO3铁电薄膜的热释电系数4.1×10-8C·cm-2·K-1。