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Gd2O3和Nd2O3纳米薄膜在可能是半导体集成电路中较好的介电材料,因而受到人们的广泛关注。本文先推导了一种以快速确定薄膜制备基底的斜切角的大小和位置,并推导出晶面和基底表面之间夹角的分布情况。然后,研究了利用分子束外延方法,在不同取向的Si基底上Gd2O3薄膜生长情况,再重点研究了钛酸锶基底上Gd2O3和Nd2O3薄膜的生长情况。主要的研究内容如下:1.推导了一种用一般的实验室设备快速确定斜切基底的晶体表面与试样表面之间夹角分布的简单计算方法。这种方法主要是基于高分辨X射线衍射的摇摆曲线测量,利用X射线衍射仪（XRD）测量出试样表面任意两个互相垂直位置处的晶面与表面之间的夹角（θ1和θ2）,然后可以简单快速地计算斜切基底所有位置处的夹角。另外,推导分析了θ1和θ2可能位于试样表面的任意不同位置时,斜切角和水平方位的四种分布情况。2.研究了利用分子束外延技术在不同取向的Si基底上沉积的Gd2O3薄膜的生长情况。得到的薄膜与基底之间的界面都非常平坦,但在不同的生长条件下往往存在非晶氧化层,分析了非晶氧化层的形成原因及对薄膜的结晶性能的影响。为研究Gd2O3纳米薄膜的结晶性能,用单晶钛酸锶取代单晶硅,结果表明Gd2O3薄膜能够很好的外延生长在SrTiO3（100）上。3.研究了利用分子束外延沉积方法在SrTiO3（100）基底上沉积Gd2O3薄膜的生长情况,利用XRD、TEM和STEM等设备分析观察了薄膜的晶体结构和取向。实验证实较高温度退火有利于在单晶基板上形成高质量的单晶薄膜,Gd2O3薄膜外延生长在SrTiO3（100）基底,两者之间的取向关系为（001）Gd2O3//（100）STO和[110]Gd2O3//[001]STO。另外,利用STEM图观察发现,Gd原子以一个原子的尺度扩散进入SrTiO3基底中,取代了靠近界面的Sr原子。4.研究了利用分子束外延技术在SrTiO3（100）基底上沉积Nd2O3薄膜的生长情况。制得了与Gd2O3晶体结构相同、晶格常数接近的Nd2O3薄膜,并得到高质量的单晶结构。与Gd2O3相比,Nd2O3与SrTiO3基底之间有更小的失配度,大小为+0.24%。Nd2O3薄膜与基底的结构得知,二者之间的取向关系为（001）Nd2O3//（100）STO和[110]Nd2O3//[001]STO。通过HAADF图观察发现,Nd2O3层与STO基板的SrO层直接接触,并且薄膜与基底之间的界面上不存在任何的原子扩散,Nd2O3/SrTiO3的界面平坦光滑。