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由于具有优异的压电性能和机电耦合性能,弛豫铁电单晶Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3（PMN-PT）如今已被广泛应用在医用超声换能器、水声换能器等压电器件中。然而作为一种杰出的铁电材料,它所具有的另外两种优异性能,即铁电性和热释电性,在实际应用中尚未得到充分发挥。挖掘压电器件之外的应用潜力,对于拓展这类材料在电子和其他高科技领域的应用市场具有重要意义。本论文以PMN-PT单晶为研究对象,针对其优异的铁电性能和热释电性能设计制作了几类新型器件,初步探索了铁电材料在信息技术领域的应用。以三方相PMN-26PT单晶替代传统场效应晶体管中的介电层,将单层二硫化钼转移至PMN-26PT单晶表面作为沟道材料,构筑了具有光热调控特性的三电极场效应晶体管。通过考察红外光强与沟道电流的关系并结合有限元分析研究了该原型器件的工作机理。PMN-PT单晶优异的热释电性能使得红外光子可以取代栅极电压对沟道电流进行远程调控。热释电性能与二维材料界面工程的巧妙结合为实现晶体管的“光子革命”提供了一种新的思路。通过畴工程在[111]切型PMN-28PT单晶中获得了高达7.5×10-4 C/m2·K的热释电系数。偏光显微镜下观察到全角度消光规律证明了“1R”单畴态的存在。首次将银纳米线透明电极引入热释电单晶,实现了从紫外到太赫兹波段超宽光谱响应的光电探测器。系统地研究了该器件的光电响应机制,短波长辐射下还观察到可能由银纳米线局域表面等离子体激元增强的光吸收。通过器件结构的优化有效地规避了热传导,使得器件对入射光的频率响应速度超过3 kHz,比传统热释电探测器提升了一个数量级。选取聚苯乙烯纳米球和聚偏氟乙烯多孔膜为摩擦层材料制备了廉价高效的拱形纳米发电机。基于纳米发电机超过200 V的脉冲输出电压发展了极化铁电材料的新方法,并通过理论分析和实验证明了该极化工艺的可行性。利用PMN-35PT晶片制备了铁电场效应晶体管,沟道中填充有机半导体并五苯薄膜。电学测试表明晶体管沟道电流开关比超过103,满足存储单元的需求。通过配套电路的设计和调试,实现了自供电的铁电存储系统。利用环境中的机械能可将二值数据写入存储系统,解决了铁电非易失性存储器信息写入的电能消耗难题。