随着科学技术的不断发展,功能材料凭借其优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学等物理特性,在信息通讯、网络技术等诸多领域都起到了举足轻重的作用。这意味着对集电学、磁学等多种物理性能于一体的多功能材料研究是至关重要的。其中铁酸铋（BiFeO₃,缩写为BFO）材料由于其具有较大自发极化强度（～100μC/cm²）、高居里温度（T_C=850℃）和尼尔温度（T_N=370℃）等优异的物理特性引起了广大科研人员越来越多的关注。并且Bi³⁺具有6s²孤对电子,这与Pb²⁺离子的电子构型十分类似,这意味着BFO体系可以被认为是替代铅基体系的潜在候选材料。此外,BFO与钛酸钡（BaTiO₃,缩写为BTO）组成的固溶体能够形成类似PZT的准同型相界（Morphotropic phase boundary,缩写为MPB）。因此,铁酸铋-钛酸钡（BiFeO₃-BaTiO₃,缩写为BF-BT）体系成为了近年来非常有前景的无铅材料体系,同时其具有丰富的物理特性以及高居里温度。与传统的陶瓷、单晶等块体材料相比,薄膜材料具有更高的击穿场强且更利于微机电系统（MEMS）的集成。近年随着新技术革命的到来,小型化、智能化以及多功能化成为目前器件发展的主要方向,因此对具有高性能薄膜材料的研究刻不容缓。然而与传统的PZT等材料体系相比,对于BF-BT体系薄膜的研究甚少。这是由于BF-BT薄膜在制备的过程中存在Bi的挥发、Fe离子的变价等因素的影响,导致制备得到的薄膜通常具有较多的缺陷以及较大的漏电流,这极大限制了BF-BT薄膜的应用。基于上述背景,本论文紧密围绕BF-BT体系材料,采用脉冲激光沉积法（PLD）制备了具有低漏电流的BF-BT薄膜并首次研究了其储能特性,同时通过调控靶材中Bi含量成功制备了具有优异铁电压电性能的薄膜,主要研究内容与结果如下:（1）通过传统固相法制备得到晶粒发育良好且均匀的Bi过量5%以及Bi过量10%的0.68BiFeO₃-0.32BaTiO₃:0.15wt.%MnCO₃靶材。研究5%Bi过量以及10%Bi过量陶瓷的介电性能,两者都具有较高的居里温度约为450℃。表征了两者在不同温度下的铁电以及压电性能。其中10%Bi过量的陶瓷具有良好的铁电性,在7 kV/mm的电场下陶瓷的最高极化强P_max为25μC/cm²,应变为0.15%。成功制备了兼具高居里温度以及良好铁电压电性能的Bi过量陶瓷靶材,为后续薄膜制备奠定了良好的基础。（2）使用0.68BiFeO₃-0.32BaTiO₃:0.15wt%MnCO₃靶材在Pt/Ti/SiO₂/Si衬底上制备BF-BT薄膜,通过改变衬底温度、氧气压强、激光能量、激光频率等工艺参数来优化工艺。对制备的薄膜进行介电性能及铁电性能测试,并分析总结出不同制备工艺对薄膜性能的影响规律。其中衬底温度以及氧气压强的变化对薄膜的性能影响最大,在600℃以及2 Pa的条件下所制备的薄膜性能更优异。最后成果在最优条件下制备得到了高质量的BF-BT薄膜。（3）成功在Pt/Ti/SiO₂/Si衬底上成功制备了厚度约为200 nm且具有良好致密度的BF-BT薄膜。薄膜在100 Hz¹00 kHz的频率范围内具有0.02的低损耗,且在室温下具有较低的漏电流（1×10^-44 A/cm²）。首次研究了BF-BT薄膜的储能特性,结果表明在900 kV/cm的电场下,计算得到薄膜的储能密度为19 J/cm³,能量效率为51%。在1×10⁷循环后仍保持着较高的铁电性能,具有出色的疲劳耐久性。结果表明BF-BT薄膜在能量存储的应用中有着巨大的潜力。（4）分别使用Bi未过量和10%Bi过量的靶材在（001）Nb:SrTiO₃单晶衬底上制备出有取向的外延薄膜,并且具有较好的致密度。相同条件下10%Bi过量的靶材制备的薄膜具有更低的粗糙度（R_a=0.67 nm）以及更优异的铁电性能。制备得到的B_1.1F-BT薄膜自发极化强度P_r可高达97μC/cm²,最高极化强P_max高达123μC/cm²,单极应变高达1.27%。此外,薄膜还具有优异的频率稳定性和耐疲劳特性。