近年来,超薄二维材料由于具有优异的机械性能和半导体性能,成为人们研究的热点。钙钛矿氧化物作为一种特殊的二维材料,在应变的作用下,电荷、自旋、轨道、晶格之间存在密切的耦合作用,对其基本物性（铁电性、铁磁性、高温超导）有着许多潜在的诱导效应,呈现出更多新颖的物理现象。与传统二维材料相类似,当钙钛矿氧化物的厚度降低到原子级时,将作为理想的柔性材料具有更大的应用潜力,因此自支撑钙钛矿氧化物薄膜是未来柔性电子器件研究的重要领域。本文着重介绍了应变对二维钙钛矿薄膜的性能影响和调控规律。薄膜的应变调控通常依赖于生长过程中外延薄膜与衬底之间的晶格失配,这种方法已被广泛用于调控多种氧化物材料的结构和性能。然而,具有不同晶格常数的衬底的种类有限,导致这种方法缺乏产生连续可控应变的能力,因此限制了物性研究的精细调控,同时也无法应用于高性能柔性电子器件;且不同衬底上获得的应力调控还有各种可能的非本征影响,如生长过程中的缺陷也会引起额外的应变弛豫。为解决上述问题,本论文以典型的钙钛矿钛酸锶（SrTiO3）体系及其与氧化镧（LaAlO3）形成的异质结作为主要研究对象,选择水溶性锶铝氧（Sr3Al2O6）作为牺牲层将钙钛矿氧化物和衬底分离,成功制备出自支撑SrTiO3薄膜和自支撑SrTiO3/LaAlO3/SrTiO3异质结,并探讨了自支撑SrTiO3薄膜在应力作用下产生的新颖物性,主要研究内容包括以下三个方面:（1）利用氧化物分子束外延技术制备出高质量的自支撑SrTiO3薄膜,通过介电性质表征和压电力显微镜测试,发现15层的自支撑SrTiO3薄膜在1.1%左右的一维拉伸应力下,可以实现室温铁电性,且只存在沿拉伸方向的面内铁电极化,与第一性原理计算结果相一致。同时,本文探讨了铁电畴尺寸的厚度依赖现象,通过表征厚度4～15层（unit cell,u.c.）的自支撑SrTiO3薄膜的室温铁电畴结构,发现越薄的自支撑SrTiO3薄膜中面内铁电畴结构越复杂,铁电畴密度越高,这为柔性电子功能器件的制备提供了新的研究方向。（2）改进了二维超薄自支撑钙钛矿氧化物薄膜的转移方法及其物理性质调控方法。借助环氧树脂胶将二维超薄薄膜转移到柔性衬底上,保证了单晶氧化物薄膜表面的原子级平整度,简化了转移流程。通过对柔性衬底进行拉伸可实现氧化物薄膜的应力调控,获得其他方法难以实现的巨大应力值。此外,在柔性衬底背面涂覆导电石墨层作为电极,可以在氧化物薄膜材料上有效施加电场,配合压电力显微镜、光学测试平台等可实现铁电畴结构及其他物性的测量与调控。（3）在传统二维电子气的研究基础上,探索了在Sr3Al2O6薄膜上生长高质量单一Ti O2截止面的SrTiO3薄膜的方法,继而构建了SrTiO3/LaAlO3/SrTiO3异质结,并对该结构进行了厚度调整来抑制转移后的应力释放从而避免异质结弯曲。运用物性测量系统对界面输运性质进行表征,证实了异质结界面处二维电子气的存在。转移后,由于自支撑异质结层层之间的晶格失配度偏大（～2.9%）,水溶过程中LaAlO3薄膜无法维持有衬底夹持时的拉伸应力状态,产生了应力弛豫,从而对两端的SrTiO3薄膜产生约2.0%的面内压缩应力作用。另外,对转移后的自支撑SrTiO3/LaAlO3/SrTiO3异质结进行了PFM测试和极化翻转测试,发现其具有较强的面外极化,且在外电场的作用下极化方向发生180°翻转,验证了较强的面外铁电性。