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物联网时代是传感器的时代,而MEMS（Microelectromechanical System）微机电系统)是传感器核心技术所在。反铁电材料由于在外加电场作用下发生反铁电相到铁电相相变,在MEMS制冷领域具有潜在的应用前景。具有典型ABO3钙钛矿结构的PbZrO3（PZO）是目前研究最广泛的反铁电材料之一。本论文采用溶胶-凝胶法,结合旋转涂覆法、高温预烧与快速退火工艺,在Pt（111）/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Pb过量为10 mol%,Yb掺杂含量分别为0,0.5,1.0,1.5,3.0和5.0 mol%的PYZ薄膜。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、铁电综合测试系统和阻抗分析仪等手段系统研究了Yb掺杂改性的PYZ薄膜的物相结构、表观形貌、温度和电场诱导相变特性,最后对薄膜的负电热效应进行了评价。XRD结果表明:所有的薄膜都是单一的钙钛矿结构,无其他杂质相;并且随着Yb掺杂含量的增加,薄膜的（100）取向度逐渐减弱,取向度从70.31%降低到4.13%;而（110）取向逐渐增强,取向度则从23.42%升高92.15%。因此,高含量Yb掺杂对获得（110）高择优取向的薄膜是一种行之有效的方法。SEM结果表明:薄膜表面平整,致密性优良,界面清晰,与衬底之间结合性良好。对Yb掺杂薄膜的相变行为进行分析,发现制备的所有薄膜在常温条件下均呈现双电滞回线特征,并且在撤去电场后残余少量的剩余极化值,这表明其在常温下为典型的反铁电体。在较低的电场条件下,薄膜的极化强度P与施加电场E之间几乎呈现为线性关系,当施加的电场强度进一步增加,薄膜的极化值开始突然增大,极化强度P与电场E之间的关系不再呈现线性关系,开始发生反铁电-铁电相变。温度对相变的诱导作用与电场对相变的诱导作用是协同关系。随着温度的升高,薄膜只需要施加更低的电场就可以完成相变过程。同时发现当掺杂含量低于1.0 mol%时,Yb掺杂会起到稳定反铁电相的作用,但当Yb掺杂含量高于1.0 mol%时,掺杂则会起到稳定铁电相的作用。对薄膜的负电热效应进行分析,通过间接测量的方法,发现随着Yb掺杂含量的提高,薄膜的负电热效应先增加后减小,绝热温变大小由-6.88 K变化到-12.88 K,等温熵变由-8.19 J/（kg·K）变化到-12.61 J/（kg·K）,取得该极大温变的温度由120℃降低到50℃。基于以上结果分析,本研究通过Yb掺杂改性,优化了薄膜的负电热效应,制备了一种在50℃条件下就能取得巨大负电热温变的Yb掺杂PbZrO3反铁电薄膜,为该材料在MEMS制冷领域的应用提供了基础性研究结果。