铁电材料由于其在介电、压电和光学等方面有着优异的性能而得到广泛的研究和应用。其中典型的代表也是应用范围最广的是锆钛酸铅(PZT)类铅基铁电材料。出于对环境和人体健康的考虑,铌酸钾钠(KNN)由于其优异的性能被认为最有可能替代铅基铁电材料之一。然而对于铌酸钾钠的研究多基于块体材料的研究,KNN薄膜的研究尚有不足,有着许多问题等待解决。比如,制备技术与成本的制约。溅射法和脉冲法等方法虽然制备KNN薄膜成本低,但是对仪器和设备有很高要求。溶胶凝胶法是应用范围最广的制备技术,对仪器和设备要求不高。溶胶凝胶法制备KNN薄膜一般采用醇盐法制备,但是醇盐法使用的铌源为乙醇铌,乙醇铌价格昂贵,不利于大规模推广。其次,基于Si衬底上制备的KNN薄膜多为多晶,不利于硅基器件的发展。最后,溶胶凝胶法制备薄膜的热解和退火过程中存在钾钠的挥发,这将导致大的漏电流,从而严重限制了制备KNN薄膜的性能。基于以上问题,本文利用低成本的氧化铌为原料制备出KNN薄膜,通过改良工艺在Si衬底上制备出高度择优取向的KNN薄膜,并通过掺杂改性和改变退火氛围等方面来降低钾钠挥发导致的问题。具体研究如下:(1):利用氧化铌为原料的非醇盐法制备出KNN薄膜,并通过研究前驱液配置和热处理等工艺条件得到较适宜的制备方法,并通过引入镍酸镧(LNO)衬底,制备出高度择优的KNN薄膜。(2):通过改良非醇盐法工艺在Si衬底上得到高度择优取向的KNN薄膜,并研究得到较适宜的制备KNN薄膜的方法步骤及工艺参数。相对于未改良的非醇盐法,改良的制备方法热解温度从500°C降低到150°C,从工艺方面减少了钾钠的挥发。此外,研究了涂层数、退火氛围和电极对KNN薄膜的影响。并在铂电极上,退火氛围为空气制备出涂层数为18的KNN薄膜,其介电常数高达868。(3):利用醇盐法制备出KNN薄膜,通过掺Li、Mn以及改变退火氛围等手段降低钾钠挥发导致的问题。研究掺Mn含量、Li含量和退火氛围对KNN薄膜性能的影响。发现在氧气中退火对纯KNN薄膜和Li-KNN薄膜的电性能均得到改善,相反掺锰KNN薄膜表现出较差的电滞回线。实验表明在空气中退火得到的掺5%摩尔比Mn的KNN薄膜拥有较好的介电性能和电滞回线。