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由于具有铁电性、压电性、高温超导特性、巨磁阻效应等丰富的物理性能,钙钛矿结构及其氧化物已广泛应用于或有望应用于铁电非挥发性存储器(FeRAM)、传感器、薄膜电容器、红外探测器、纳米发电机等。随着电子器件的多功能化及小型化,作为许多元件中重要组成部分的钙钛矿结构氧化物,其纳米尺寸调控、性能优化以及新材料的探索也日渐深入。本文首先综述了钙钛矿相氧化物的结构特点以及零维、一维和二维钙钛矿铁电氧化物纳米材料的性能及其尺寸效应研究现状；其次,对各类制备钙钛矿铁电氧化物的方法进行了对比分析；最后,简要介绍了钙钛矿结构氧化物的介电性能、铁电性能及反铁电性能。基于以上研究现状和发展趋势,本文结合改性溶胶-凝胶法、水热法和固态相变法,实现了前钙钛矿相(Pre-perovskite PbTiO3, PP-PT)及四方钙钛矿相钛酸铅(Perovskite PbTiO3, PT)纳米纤维的尺寸可控制备；将长径比高、分散性良好的PT纳米纤维与聚偏氟乙烯(PVDF)昆合制备PVDF/PP-PT复合薄膜以及PVDF/PT复合薄膜；首次采用水热法成功制备出铁电体与反铁电体复合的钛酸铅／锆酸铅(PT/PZ)复合纤维；利用高分辨透射电镜(HRTEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能量分散谱仪(EDS)等测试方法对所制备材料的晶体结构、微结构和元素分布进行了研究分析,揭示了调控机理及生长机制；采用多种分析测试技术对这些材料的介电性能、荧光性能等性能进行了研究。主要的研究成果如下：(1)结合改性溶胶-凝胶法和水热法,通过调节三乙醇胺(TEA)与钛酸四丁酯的比例实现了前钙钛矿相PT纳米纤维的尺寸可控制备。TEA水溶液有效地调控了Ti前驱体的溶胶-凝胶过程,使得初始反应物的分散性和均匀度都有极大的提高。进而在水热反应过程中,前钙钛矿相PT纳米纤维的成核点数量增加,抑制了纳米纤维的生长,最终合成了长度减小并且分散性良好的纳米纤维。前钙钛矿相PT纳米纤维的长度从35-90 μm减小到5-12μm,直径始终保持在100-300 nm的范围内,长径比也从225-330降低到42-60。同时,前钙钛矿相PT纳米纤维的分散性和直径均匀度得到显著提高。由于前钙钛矿相PT纳米纤维的暴露面(110)晶面为Pb-O面,Pb／Ti比值能够有效调控纳米纤维的直径。当水热反应中Pb的含量不变时,纳米纤维的直径能够保持在一定的范围内。不同尺寸前钙钛矿相PT纳米纤维的荧光发光性能研究结果表明前钙钛矿相PT纳米纤维在530-550nm处呈现出了宽的绿色发光峰,且无明显尺寸效应发生。(2)在水热过程中,以PVA和PVP作为高分子表面修饰剂,获得了长径比约为100-200且分散性良好的单晶PP-PT纳米纤维。在此基础上制备了PVDF/PP-PT复合薄膜。在频率范围为5 kHz-300 kHz,随着PP-PT纳米纤维含量的增加,PVDF/PP-PT复合薄膜的介电常数也随之增加。频率为5 kHz时,样品4(PP-PT纳米纤维加入量为20%)的介电常数(εr=9.73)比样品1(PP-PT纳米纤维加入量为O%)的介电常数(εr=6.77)高43.7%。频率高于300 kHz时,介电常数减小,介电损耗急剧增加,可能是由于PVDF以及PP-PT纳米纤维中的偶极距转向无法跟上电场的变化而发生了偶极子极化弛豫过程。同时,Cole-Cole图分析结果表明随着复合薄膜中PP-PT纳米纤维含量的增加,弛豫时间从0.4067×10-7s增加到1.2830×10-7s。(3)以单晶四方钙钛矿相PT纳米纤维为载体,与锆酸铅(PbZrO3, PZ)的前驱体进行水热反应,首次成功合成了PT/PZ单晶异质结复合纤维,长度约为15-65μm,直径约为0.70-2.05μm。界面微结构研究结果表明,单晶PT(011)晶面的晶格间距与单晶PZ(221)晶面的晶格间距相匹配,失配度为3.09%,存在外延生长的关系。PT纳米纤维与PZ晶体界面处存在约10nm的Zr、Ti元素共存区域,且Zr元素己扩散进入至PT纳米纤维内部约20 nm处,预示着PT／PZ复合纤维中较大离子半径的Zr4+离子取代了在PT纳米纤维中较小离子半径的Ti4+离子,从而使PT/PZ复合纤维中的PT纳米纤维晶胞膨胀,四方性减弱。在此基础上,提出扩散和外延生长机理来解释复合纤维的生长。(4)在PT/PZ异质结复合纤维的界面上,利用高温退火处理的方式提供Zr4+离子和Ti4+离子的互扩散动力,合成出Pb(Zr0.44Ti0.56)O3(PZT)一维材料。