基于铁电材料的场效应存储器件是最富前景的非易失存储技术之一。特别是,铪基铁电体由于解决了传统铁电场效应晶体管的等比微缩难题而备受关注。但是,铁电机理不明及耐久性不足是制约铪基铁电体材料发展的两大瓶颈问题。在本研究中,我们通过将铪基材料体系与ZnO集成,大幅提高了耐久性。但是,我们的机理分析表明铪基体系铁电性并不排除非本征起源的可能。另外,通过铁电极化可逆调控自旋纹理,从而构建新型的自旋场效应晶体管,也是未来非易失存储的可行方案之一。我们以四方相BiFeO3为例,讨论了在极性体系实现持续自旋纹理的一般规律及其应用于自旋场效应晶体管的可能性。本文主要研究结果如下:我们在c面ZnO衬底上得到了厚达35 nm的亚稳三方相Hf0.5Zr0.5O2外延薄膜。结果显示,晶畴匹配外延机制有利于减小失配应变,从而使这一亚稳结构稳定存在。Au/Hf0.5Zr0.5O2/ZnO器件的电容-电压曲线具有明显的回滞,说明通过极化翻转实现了对沟道的可逆开关。该器件耐久性较为理想,经过1010加电循环后仍表现出可观的存储窗口。第一性原理计算揭示,带电氧空位有利于亚稳三方相的存在,并导致了电容-电压曲线的偏置现象。铪基材料体系的铁电性是否为其本征属性,迄今仍是一个颇有争议的话题。考虑到带电氧空位的作用,我们给出了一种铪基材料铁电性非本征起源的新机制。从铁电极化测试原理（即电流密度的时间积分）出发,我们证实带电氧空位在电场下的漂移可导致电滞回线的产生。在多数文献报道中,铪基材料能否表现出铁电性,强烈依赖于其是否经历过缺氧工艺。我们提出的带电氧空位漂移引起的非本征铁电性可以完美解释上述实验现象。我们还实现了四方相BiFeO3与a面ZnO的外延集成,并证实了基于该体系构建金属-铁电体-半导体电容器件的可行性。此外,我们还探讨了四方相BiFeO3在铁电Rashba半导体领域应用的可能性。第一性原理计算表明,四方相BiFeO3具有显著的体Rashba效应,得到的Rashba系数高达0.31 e V×?。由于铁电极化导致的单向自旋-轨道场,四方相BiFeO3的Z-Γ-X面可观察到持续自旋纹理结构,对于自旋场效应晶体管相关应用具有重要意义。