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和有毒并有挥发性的铅基功能薄膜相比,Ba1-xSrxTiO3(x=0.1,0.35)薄膜、Bi1-yCeyFeO3 (0≤y≤0.25) (BCFO)薄膜和Zn0.95-zCo0.05CuzO (0≤z≤0.015) (ZCCO)薄膜具有环境友好性、相对稳定性和某些特殊性能而倍受人们的关注。利用射频磁控溅射技术,在熔融石英和Pt/TiNx/Si3N4/Si衬底上分别沉积Ba0.9Sr0.1TiO3薄膜,研究退火温度对Ba0.9Sro.1TiO3薄膜的微结构、表面元素组成及其化学键合状态、光学和电学性能的影响。利用X射线光电子能谱(XPS)的分峰曲线拟合技术,说明位于较低结合能端的分峰所对应的Ba(1)、Sr(1)和Ti(Ⅰ)分别占据ABO3型钙钛矿结构中A位和B位的正常格点位置,其XPS信号分别对应着Ba-O、Sr-O和Ti-O键的键合；而位于较高结合能端的分峰所对应的Ba-(2)、Sr(2)和Ti(2)则分别对应着各自弛豫的表面相,这些表面相是在氧空位、Ba、Sr和Ti的阳离子空位等缺陷以及内应力的共同作用下产生的。在波长为632.8nm时,制备态以及在650、700和750℃下保温60 min的Ba0.9Sro.1TiO3薄膜的折射率分别为1.97、1.99、2.15和2.11。随着退火温度的升高,Ba0.9Sro.1TiO3薄膜的消光系数从3.46×10-4增加到4.85x10-3,而光学禁带宽度从3.86 eV减小至3.68 eV。在不同温度下退火的Bao.9Sr0.1TiO3薄膜的漏电流密度-外加偏压(J-V)曲线的正偏压分支和负偏压分支是不等位的。这是由于Pt/Ba0.9Sr0.1TiO3/Pt薄膜电容器的受热历史不同、薄膜与Pt界面处互扩散程度不同、薄膜和Pt所组成的界面态不同、氧空位、Ba、Sr和Ti等阳离子空位的浓度不同、内应力弛豫的程度不同以及界面处肖特基势垒的高度不同的缘故。Ar+刻蚀的XPS深度剖析表明,Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜表面、亚表面和体内的相对原子浓度Ba at.%、Srat.%、Ti at.%和O at.%的分布较为均一,而在Ba0.65Sr0.35TiO3/Pt界面处出现富钛现象,Ti4+在氧空位的诱导下发生还原反应以生成无定型氧化物TiOx(0q<2)。根据XPS价带谱的分析,Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜的价带顶位于其费米能级下方的2.9 eV处。在肖特基极限条件下,Ba0.65Sr0.35TiO3/Pt界面处肖特基势垒的高度为1.2 eV,该薄膜的能带朝上弯曲0.8 eV。溶胶凝胶法制备的BiFeO3薄膜为菱形结构,在Ce3+和Ce4+部分取代BiFeO3基体中的Bi3+后,BCFO薄膜的晶格发生畸变。和BiFeO3薄膜的配对物相比,Bi08Ceo.2Fe03薄膜拥有2-4 cm-1的拉曼红移和较短声子寿命；拟合的Bi Af7/2 Bi 4f5/2 Fe 2p3/2, Fe 2p1/2和O 1s特征光电子峰往高结合能端分别发生0.33、0.29、0.43、0.58和0.49 eV的化学位移。和BiFeO3薄膜的配对物相比,Bi0.8Ce0.2FeO3薄膜的介电性能改善的原因是Ce掺杂能有效降低氧空位浓度并减少Bi0.8Ce0.2FeO3基体中Fe3+还原成Fe2+的概率;Bi0.8Ce0.2FeO3薄膜的铁电性增强的原因是取代Bi3+的Ce3+中的4f1电子可以和其空轨道5d0和6s0以及02-中的2p6轨道进行杂化,与此同时Ce4+中的5p6电子可以与其空轨道4f0、5d0和6s0以及02-中的2p6轨道进行杂化,使得电子云的形状发生进一步的扭曲,导致BiFeO3基体中Bi、Fe和O的相对位移增大。和BiFeO3薄膜的室温铁磁性(RTFM)相比,BCFO薄膜的RTFM增强的原因包括：每一Ce3+取代Bi3+时都会提供一个自旋磁矩为1.73μB的4f电子,该4f电子除了与Ce3+自身的空轨道5d0和6s0以及O2-中的2p6轨道进行杂化外,其自旋磁矩还会与02-中的2p6轨道进行耦合；Ce4+对氧八面体中Bi3+起施主掺杂作用,能有效减少BCFO薄膜中氧空位浓度,降低Fe3+还原成Fe2+的概率；Ce3+和Ce4+取代BiFeO3基体中的Bi3+时,抑制了螺旋形的自旋结构,增大了子晶格的自旋倾斜角。当0<VBias<3.5V时,Pt/BCFO/Pt薄膜电容器lg J-lg V曲线的斜率接近于1,此时薄膜电容器的导电机制是欧姆导电机制；当3.5<VBias<10V或-10V<VBias<-3.5V时,该电容器的主要导电机制是界面控制的肖特基发射机制。采用脉冲激光沉积技术,在Si(100)衬底上制备了(002)择优取向的六角纤锌矿结构的ZCCO薄膜。Co2+、Cu2+和Cu1+部分取代ZnO基体中的zn2+后使其晶粒细化,导致ZCCO薄膜的晶格发生畸变。当Cu含量从0增加到0.015时,ZCCO薄膜中拟合的Zn2p3/2、Co 2p3/2、Co 2p1/2和Cu 2p3/2往高结合能端发生化学位移,这是薄膜的平均晶粒尺寸变小,Zn、Co、Cu和O的电负性差异,O 2p-Zn 3d、O2p-Co 3d和O 2p-Cu 3d之间的杂化,弛豫的Zn、Co和Cu的表面相,氧空位和(Zn, Co, Cu)的阳离子缺陷等综合作用的结果。而O1s往低结合能端发生化学位移的原因是ZCCO薄膜在Ar(90%)／H2(10%)还原性气氛中退火而导致氧不足和氧空位浓度增加的缘故。在室温下,所有薄膜面内和面外的M-H磁滞回线都是饱和的,说明ZCCO薄膜具有RTFM。在Zno.95Co0.05O薄膜中掺入适量的Cu(z=0.01)能增强其RTFM性能,这是由于Co2+、Cu2+和Cu1+取代Zn2+时在ZnO基体中所产生的晶格畸变,Co2+和cu2+自旋态的铁磁耦合作用,Cu掺杂诱导产生的Vo、Zni和Vo晶格缺陷的未配对电子自旋的交换相互作用增强的缘故。