1、鈣鈦礦結構錳氧化物薄膜由于巨磁電阻效應等，在高密度存儲器件、磁隨機存儲和傳感器以及自旋極化的全氧化物器件等方面具有廣闊的應用前景。鈣鈦礦結構錳氧化物是典型的強關聯(lián)體系，電子、晶格、自旋、軌道等之間相互作用，使其表現(xiàn)出來電荷有序、軌道有序以及相分離等非常豐富的物理內容，這些復雜的現(xiàn)象吸引了眾多物理研究人員的興趣。因此，對鈣鈦礦結構錳氧化物薄膜的研究和探討，不僅對自旋電子學基礎物理研究具有重要意義，而且對于相關器件，特別是對全氧化物或者氧化

2、物-金屬器件的研制具有非常重要的現(xiàn)實意義。
　　 鐵電薄膜具有良好的鐵電、壓電等性質，在各種微電子器件（例如非揮發(fā)性動態(tài)隨機存儲器和鐵電場效應管上）有著巨大的應用價值，而被廣泛研究。其中，非揮發(fā)性存儲器不需外場就能保存信息，是一個理想的存儲器件。疲勞行為和印記效應等是導致鐵電器件失效的主要機制，影響著鐵電存儲器的使用壽命，能明白并解決它們，對實際應用有重要的意義。
　　 多鐵材料是指同時具有鐵電、鐵磁、鐵彈中的兩種或兩種

3、以上特性的材料。人們最關注的多鐵材料是鐵磁電材料，即同時具有鐵電性和鐵磁性，由于其具有的磁電耦合效應，使其在電子器件方面有著廣泛的應用前景，例如磁電隨機存儲器。
　　 在本文中，我們通過對鈣鈦礦錳氧化物外延膜的應力和厚度效應的研究，探索了錳氧化物外延膜的應力和厚度效應對其磁性和輸運性質的影響，觀察到應力誘導的電荷有序絕緣相合相分離。我們制備了高質量的鐵電電容器Pt/PZT80/LSMO.并以此樣品研究了電容器的失效機制：疲勞和印

4、記，進一步了解了失效機制的起源。以上述兩方面為基礎，研究了多鐵復合薄膜的磁電耦合效應。
　　 本論文總共分六章。
　　 第一章主要分成三部分：第一部分我們回顧了鈣鈦礦結構錳氧化物的基本性質和主要特征，包括晶體結構，晶場劈裂，磁結構，相圖，有序相和相分離等，以及，從外延膜的應力和厚度效應對薄膜的晶體結構和物理性能的影響：第二部分我們簡單的介紹了鐵電材料的基本性質和應用，包括存儲元件，晶體結構，疇結構，極化翻轉，以及鐵電電容

5、器的失效機制。第三部分簡單的介紹了多鐵材料以及多鐵復合薄膜，并對磁電耦合作用和其應用磁電隨機存儲器做了簡單介紹。
　　 第二章簡要地介紹了薄膜制備所使用的錳氧化物和PZT塊材的制備方法，脈沖激光沉積薄膜方法及其特點：優(yōu)點是制備工藝簡單，容易上手，缺點是不易大規(guī)模生產，薄膜表面容易出現(xiàn)顆粒。我們系統(tǒng)得介紹了：鐵電(PZT)電容器（薄膜）的制備參數，以及結構和鐵電性能的表征；錳酸鹽(LPCMO)薄膜制備參數，以及結構、磁性質和輸運性

6、質的表征。并對測量所需要的儀器和基本原理進行了簡單介紹。
　　 第三章系統(tǒng)研究了分別生長在LSAT(001)、NGO(110)和NGO(001)襯底上的LPCMO薄膜的輸運性能和磁性質，他們表現(xiàn)出明顯的不同。特別是，即使LPCMO塊材是鐵磁金屬基態(tài)，LPCMO/LSAT(001)薄膜表現(xiàn)出了明顯的兩相共存（鐵磁金屬態(tài)和電荷有序絕緣態(tài)）。在LPCMO/LSAT(001)薄膜上我們觀察到明顯的低場磁阻，溫度范圍是：10～200K。這

7、些現(xiàn)象是由于面內且應力弛豫產生的，同時這也預示著可以通過應力模版來調控外延薄膜的相分離和龐磁阻。
　　 第四章主要研究了Pr摻雜對LCMO薄膜的輸運性質影響。我們利用脈沖激光沉積方法分別在NGO(1l0)，NGO(OO1)，LSAT(001)襯底上制備了LPCMO(X=0.1，0.2，0.5)薄膜，由于Pr摻雜引起的Jahn-Teller畸變和襯底失配引起的應力共同作用下，改變了LPCMO薄膜的輸運性質，大大豐富了其相圖。生長在

8、NGO(110)襯底上的LPCMO(≤0.25)薄膜可用于紅外探測。
　　 第五章對鐵電電容器的失效機制（印記和疲勞）進行了詳細研究。對于電容器疲勞行為的研究，我們主要發(fā)現(xiàn)LSMO薄膜作為電極仍然會產生疲勞，且與翻轉頻率有關，并給出了一種合理的解釋。對于印記行為研究，我們在PZT80薄膜發(fā)現(xiàn)了和別人相反的印記行為，并進行了合理解釋。
　　 第六章鐵電薄膜(PZT80)的剩余極化會隨溫度、磁場發(fā)生變化，但是數值比較小，而且