锆钛酸铅(PZT, Pb(ZrxTil-x)O3)薄膜是一种具有优异压电、铁电和介电性能的功能薄膜材料,研究者对PZT铁电薄膜进行了长期研究,至今仍受到国内外研究者的关注。PZT铁电薄膜会随着组成的改变,产生不同的结构和性能,目前对PZT薄膜的研究主要集中在准同型相界(x=0.52)组成附近。本文利用XRD、SEM、AFM、铁电和介电测试系统,深入研究了缓冲层和掺镧浓度对PZT梯度薄膜微观结构和性能的影响。化学溶液分解法具有低消耗、简易、组分容易控制和退火温度较低的特点,组合化学法可以大幅度减少实验流程,提高实验效率,因此本文将这两种方法进行了结合,用于PZT铁电薄膜的制备。实验在室温、无蒸馏回流和惰性气氛保护的条件下,采用化学溶液分解法分别制备了PT、PZ和La独立前驱体溶液。利用组合合成法,将三种溶液按照不同比例混合,通过旋转涂膜法制备了PT/PZT和PZ/PZT梯度薄膜,以及PLZT(x/65/35)单组份薄膜和PLZT梯度薄膜。分别加入0、1、3和5层PT和PZ缓冲层后,PT/PZT和PZ/PZT梯度薄膜仍具有钙钛矿结构,结晶度良好,且择优取向均为(111)面。加入5层PT缓冲层的PT5/PZT-654薄膜和加入1层PZ缓冲层的PZ1/PZT-654薄膜具有良好的结晶性能,而且由于PT为钙钛矿结构,PT/PZT薄膜表现出了PT(100)面的衍射峰。薄膜结构致密无裂缝,与基片表面紧密结合,界面清晰,且表面平整,薄膜厚度均匀为500nm。加入PT和PZ缓冲层的薄膜具有不同的表面形貌和铁电性能,当加入1层PZ缓冲层时,PZ1/PZT-654薄膜具有较大的表面粗糙度和剩余极化强度。加入5层PT缓冲层时,PT5/PZT-654薄膜具有较好的表面形貌,表面平整,结构致密没有任何裂缝,而且薄膜的表面粗糙度和剩余极化强度达到最大值,分别为17.70nm和35.83μC/cm2。对比加入PT和PZ缓冲层后上下梯度薄膜的表面形貌和铁电性能,发现组成相同的上下梯度薄膜的性能存在着明显的差异,下梯度薄膜比上梯度薄膜具有更大的表面粗糙度和良好的铁电性能。这表明不同缓冲层使薄膜产生了不同的表面形貌,薄膜的铁电性能不仅与薄膜的组成有关,还与薄膜的表面粗糙度存在着关系,随着薄膜表面粗糙度的增加,剩余极化强度也在增大,良好的表面形貌使薄膜产生了优异的铁电性能。掺入镧后的PLZT单组份和梯度薄膜具有钙钛矿结构,结晶度良好,但是掺镧浓度的不同使薄膜的择优取向发生了变化,平均掺镧浓度为2%的PLZT(2/65/35)和PLZT-123薄膜展现出了良好的的结晶性能,梯度PLZT-123薄膜比单组份PLZT(2/65/35)薄膜在(111)面具有更好的结晶性能。薄膜的最佳掺镧浓度为2%,PLZT(2/65/35)和PLZT-123薄膜表现出了良好的铁电性能和介电性能,它们的剩余极化强度为36.65和40.47μC/cm2,介电常数为918.9和953.8。掺镧浓度对薄膜的性能有着重要的影响,当掺镧浓度较低时,PLZT单组份和梯度薄膜具有良好的铁电和介电性能,而且平均掺镧浓度相同的梯度薄膜比单组份薄膜具有更加优异的铁电和介电性能;当掺镧浓度升高时,PLZT薄膜的铁电性能和介电性能较差,而且单组份薄膜比梯度薄膜具有较为良好的铁电和介电性能。实验结果表明缓冲层和镧掺杂对PZT铁电薄膜的结构、表面形貌和电性能有着重要的影响,通过加入适当的缓冲层数和掺镧浓度,获得了具有良好性能的PT/PZT、PZ/PZT和PLZT铁电薄膜。