介电可调微波器件中应用的微波介电材料应具有较高的优值，即可调性能和介质损耗的比值，因此，材料要具有尽可能高的调谐率，同时损耗要低。调谐量指的是在一定温度下，介电常数在某直流场强作用下的变化率，即调谐量=[ε(0，T)-ε(E，T)]/ε(0，T)。其中，顺电相钛酸锶钡(BST)材料以其具有高的介电常数、低的介电损耗、大的调谐率、快的反应速度和好的抗击穿能力而备受青睐，广泛应用于可调谐微波集成器件领域，如：可调性滤波器、移相器、微波谐振器、变容()极管、实时延迟器件以及相阵列天线等。然而，较大的介电损耗，特别是在微波频率范围，限制了BST材料的进一步发展；同时，BST材料较高的生成温度和大的漏电导也成为它在实际应用中的主要障碍，生成温度高对半导体器件的集成化非常有害，而大的漏电导则会限制它在更薄的薄膜中应用。 最近，国际著名的铁电材料学家、美国宾州大学的L.EricCross等人对钛酸锶铅(PST)块体材料进行了研究，发现PST材料在具有较高可调性的同时，有相当低的介电损耗。同时，它还是一种互溶性良好的钙钛矿铁电材料，其居里温度Tc可较容易地调至室温附近。因此，Cross等指出PST是一种适用于电场调节元件的材料。由于钛酸锶铅(PST)陶瓷在介电性能方面与钛酸锶钡(BST)陶瓷非常具有可比性，从而也已经展开对PST薄膜的研究工作，但报导甚少，还处在起步阶段。已有报道用溶胶—凝胶方法获得PST薄膜的介电常数电调谐率约20～50％、介电损耗为2～5％，但与Cross等人报道的数据相比，薄膜的性能还远未达到期望值，许多问题急待深入地研究和解决。本论文采用溶胶—凝胶方法制备Pb、Sr()TiO()薄膜，研究了热处理制度、组分以及溶胶浓度对薄膜微观结构和介电调谐性能的影响。 在采用快速热处理方式制备薄膜的过程中，发现预晶化温度对PST薄膜结晶和生长有着显著的影响，预晶化温度的提高有利于薄膜晶粒的长大和结晶的完善，从而提高薄膜的介电调谐性能，但预晶化温度过高，则反而会由于底电极与薄膜之间过于强烈的空间电荷极化作用导致薄膜损耗的增大。在合适的热处理制度下制备的PST(30/70)薄膜和PST(40/60)薄膜的调谐率均在60％左右，最高达到71.9％(测试频率为1MHz，E=300Kv/cm)，此数值较国际上相关报道的要高，但是薄膜的介电损耗与报道值相比没有明显的下降。 在热处理制度一致的情况下，研究了Pb/Sr比对PbxSr1-xTiO2(x=0.1，0.2，0.3，0.4)系列薄膜微观结构及其介电性能的影响，由于铅含量的增加会使薄膜的整体性能偏向钛酸铅薄膜的铁电特性，因此随着x从0.1增加到0.4，PST薄膜在调谐率增大的同时损耗也随之增大。当Pb/Sr值为30/70时，薄膜的晶粒大而均匀，结构致密，其优值最高，在1MHz的测试频率下，调谐率、损耗因子和优值分别为61.0％、0.022和28(E=300Kv/cm)。 值得一提的是，溶胶浓度的降低对PST薄膜的结构有着重大影响，进而也影响着其介电性能。当PST溶胶浓度由0.4M降为0.2M后，薄膜由层状生长变为明显的柱状生长。与层状生长的PST薄膜的性能相比，柱状生长的薄膜最大的弱点就是大大增加了介电损耗，这可能与PST(0.2M)薄膜中PbO易向基片扩散导致的铅损失以及晶粒小从而晶界所占的体积大等因素有关，对薄膜的综合介电性能不利。