铁性（铁电、铁磁、铁弹等）材料是一类具有诸多优良性能的功能材料,它在传感、驱动、存储以及人工智能等高技术领域有着极其广泛的应用。其中典型的铁电材料:掺镧钛酸铋（Bi3.25La0.75Ti3O12,BLT）和锆钛酸铅（PbZr0.53Ti0.47O3,PZT）,因其具有较大的剩余极化而在铁电存储领域一直受到科研工作者的关注;典型的多铁性材料:铁酸铋（BiFeO3,BFO）能够在室温以上同时表现出铁电性和磁性,是已知的单相多铁材料中最有希望得到应用的材料之一。这几种铁性材料的突出性能,使得它们成为铁电存储和电磁调控等领域的热点研究材料。由于器件应用的需求,这些铁性材料常常被制成薄膜的形态。由于铁性薄膜本身厚度有限,上下界面对其影响也比较大,因此薄膜的性能与许多外部条件息息相关。这里,我们首先研究了 BLT和PZT薄膜制成后,外加机械应力对其老化行为的影响;推广到薄膜的制备过程,我们进一步研究了衬底应力对BFO薄膜质量,特别是氧空位数量的影响,同时发现衬底的化学环境（氧化物衬底）也对薄膜质量有影响;除此之外,我们考察了衬底的电学特征（极性和导电性）对BFO薄膜质量及电畴开关特性的影响。主要创新成果如下:1.首次通过外加机械应力的方法研究了张、压应力对于BLT、PZT铁电薄膜老化性能的影响。实验结果表明应力对这两种铁电薄膜的老化行为产生了不同的影响。张应力对BLT剩余极化和矫顽场的老化分别起到减弱和加剧的作用,而对PZT剩余极化和矫顽场的老化同时起到加剧的作用。压应力的影响则与张应力相反。我们结合这两种薄膜在极化电压下发生180°和非180°电畴开关的情况分析认为,外加机械应力可以通过诱导电畴的重新取向进而改变畴壁动性（这一效应因材料结构而不同）,最终影响其老化行为。2.首次利用金属有机物分解法（MOD）在铌酸锂（LiNbO3,LN）衬底上成功制备了纯相的BFO薄膜,X射线衍射谱显示LN衬底对BFO薄膜施加了面内压应力。通过对比不同退火气氛（N2/O2）下LN衬底和Pt/Ti/SiO2/Si（简写成Pt）衬底上制备的BFO薄膜的磁性差异,我们发现在相同退火气氛下,LN衬底上制备的BFO薄膜的饱和磁化强度小于Pt衬底上制备的BFO薄膜的,并且前者的磁性对退火气氛的依赖性更小。结合X射线光电子能谱分析,我们认为BFO薄膜的磁性与其中Fe2+含量密切相关;与Pt衬底相比,LN衬底为BFO薄膜提供了恰当的压应力以及较为稳定的界面化学环境,有助于减少BFO中的氧空位及Fe2+离子的含量,提高BFO的结构及性能稳定性。3.研究了衬底的电学特征对于BFO薄膜宏观和微观铁电性能的影响。在微观方面,我们将BFO薄膜制备在极性LN晶片上,然后利用扫描探针显微镜畴工程技术诱导BFO薄膜中的铁电畴区发生极化开关。我们发现对BFO畴区施加负极化电压后,电畴发生开关的比例明显高于施加正极化电压的情况;施加正极化电压后存在优先发生开关的区域;BFO电畴的极化沿外场重取向的正常开关和逆外场重取向的异常开关同时存在,并且这两种开关发生的比例相当。在宏观方面,我们在半导体Si衬底上制备了 BFO薄膜,并通过在薄膜表面溅射顶电极,探测到两顶电极间BFO/Si薄膜的电滞回线。通过一定的对比研究,我们认为顶电极和Si衬底都对电滞回线的形状有影响。在此之前,BFO材料由于其本身具有严重的漏电现象,导致其电滞回线的测量有诸多限制。而在本论文中,我们提出来一种金属（Al）-氧化物（BFO）-半导体（Si）的新型结构,这种结构器件在较大的电场下依然可以测到其电滞回线,具有一定的实用价值。