稀土氧化物具有很多独特的物理特性,优异的性能和巨大的应用潜力。氧化铈（CeO₂）作为储量最丰富的稀土氧化物一直吸引着众多研究者的关注,对这一材料的研究取得了许多重要成果。一个重要的应用方向是作为高质量的高温超导薄膜缓冲层,起到隔离基底元素扩散与诱导外延薄膜沿特定取向生长的作用。为了制备具有高品质、大载流密度的高温超导涂层,进一步研究氧化铈缓冲层对外延超导层的影响机制是必要的。在研究过程中,我们发现脉冲激光沉积方法（PLD）制备的氧化铈薄膜表面形貌对生长参数非常敏感,在适当条件下可以制备出均一性很好的纳米结构阵列。由于氧化铈薄膜还可以用于光催化、气相化学反应与传感器,对这些有特定纳米结构的氧化铈薄膜进行研究具有重要的理论和应用价值。本文主要介绍了利用PLD方法制备氧化铈薄膜,研究了在不同生长条件下氧化铈薄膜表面纳米结构的形貌与晶面演化以及氧化铈薄膜形貌对外延超导薄膜的影响,获得了如下成果:1.PLD法制备具有纳米结构的氧化铈薄膜及其生长机制研究在高氧分压下可以利用PLD制备具有很好均一性和特定各向异性的CeO₂纳米线,以及具有特定几何形状的纳米片团簇,并且可以通过改变制备条件对这些纳米结构的尺寸、密度进行调节。伴随着表面纳米结构形貌的演变,这些CeO₂纳米结构会发生晶面转换,纳米线具有（001）的晶面,纳米片具有（111）取向的晶面,对于具有两种纳米结构的混合形貌,在纳米片与纳米线的临界处出现了（110）晶面。相比于平整表面的薄膜,具有纳米结构的CeO₂薄膜具有更高的氧缺陷密度和紫外吸收能力。2.氧化铈薄膜形貌对YBCO超导层的影响使用较高的生长温度,激光能流密度有助于形成表面平整光洁的CeO₂缓冲层,这样的条件有助于离开靶材的粒子在基底上更好的形核生长;在非最优条件下,CeO₂表面粗糙度会上升,但此时CeO₂薄膜的生长取向和面内外织构并不会发生变化;在低温或者高氧分压情况下,CeO₂表面粗糙度将进一步增大,并出现不同密度的颗粒,此时CeO₂薄膜的生长取向和面内外织构会出现程度不等的恶化。反常的,当CeO₂缓冲层的粗糙度增大,YBCO超导层的输运性质将对基底的面内外织构不再敏感。这时,CeO₂薄膜的粗糙度对外延薄膜的影响最大。YBCO/CeO₂的扫描电镜结果显示,当CeO₂薄膜粗糙度较小时,超导层为层状生长,缺陷较少;随着CeO₂薄膜粗糙度的增大,超导层中位错缺陷比例增大,超导临界电流密度迅速降低;而当缓冲层表面出现颗粒状缺陷,外延超导层表面将形成大量空洞以释放失配应力,此时临界电流密度将随着空占比的增大而继续降低。总之,我们研究了CeO₂纳米形貌在不同生长参数下的演变以及不同形貌对制备高性能超导涂层的影响,并提出了一种可以用于制备大面积、高均一度纳米线、纳米片结构分布CeO₂薄膜的方法。