近年来，随着人们对具有高存取速度和存储密度、不挥发等特点的存储器兴趣的增加，越来越多的研究集中于符合这些条件的铁电随机存储器(FeRAM)、相变随机存储器(PRAM)和多态存储器。作为典型的铁电材料，具有Bi系层状钙钛矿结构掺钕钛酸铋薄膜(Bi3.15Nd0.85Ti3O12，BNT)不但对环境没有污染，而且具有较大的剩余极化、良好的抗疲劳性能。而作为典型的相变材料，Ge2Sb2Te5(GST)由非晶态变成晶态的速度非常快，通常只需几十ns就可以完成。BiFeO3(BFO)是目前最有希望得到应用的单相多铁材料之一，是到目前为止几乎唯一的同时在室温以上表现出铁电性和磁性的材料。因这几种材料的突出性能，它们在存储领域受到科研工作者越来越多的关注。　　在制备存储器件的过程中，衬底-薄膜的晶格和热胀系数的不匹配、材料相变前后密度的不同以及随后的器件集成过程等，都会不可避免地引入大量的应力。薄膜中的应力对器件的各方面性能包括可靠性和寿命都有很大影响，而随着存储单元尺寸的减小，应力的影响会进一步加剧。本文中，我们通过自行设计的外加原位单轴应力的装置，研究了应力对BNT薄膜介电性能和GST晶化性能的影响，主要创新成果如下:　　(1)首次通过外加机械应力研究了小测试电场下（小于开关电场）应力对BNT多晶薄膜介电性能的影响。实验结果表明外加张应力会使介电常数和损耗增大，而压应力会导致介电常数和损耗减小。测试ac电场的大小会影响应力的作用效果:在较大的测试电场下，畴壁运动活性会增强，应力导致的介电常数的变化会比较明显;反之，在较小的测试电场下，相应的应力对介电常数的作用会被削弱。测试温度也会对薄膜的介电应力效应产生影响:温度的升高会增强畴壁的动性，应力导致的介电常数相对变化量在高温时更大。我们用朗道热力学唯象理论计算了应力致晶格畸变导致的铁电和介电性能的变化，排除了在BNT薄膜中应力导致的介电性能的变化是由应力致晶格畸变引起的这种可能。以上的实验结果都可以用应力致畴转向机制来解释:张应力使原来平行于膜面方向的极化转向于垂直于膜面方向，压应力使垂直于膜面方向的极化转向于平行于膜面方向。　　(2)首次采用原位电阻测量的方法分析了外加机械应力对GST薄膜晶化的影响。我们利用恒温退火时GST结晶过程中电导与退火时间的关系，分别测得了GST在无应力和36MPa压应力两种状态下全部的结晶系数。得到的结果如下:在恒温退火过程中，压应力会导致GST薄膜晶化所需的孕育时间增加;压应力导致GST晶化的激活能增加，从无应力状态下的2.09±0.19eV增加到压应力状态下的2.54±0.21 eV。在以2K/min的速率升温过程中，压应力还致使GST相变温度升高，从无应力状态下的150℃升高至压应力状态下的155℃。以上实验结果证明外加压应力不利于GST的晶化，会阻碍GST晶化过程的进行。　　(3)研究了多铁薄膜材料BFO的铁电和介电性能的低温机制及介电的应力效应。主要结论如下:随着温度的降低，BFO薄膜的剩余极化会迅速减小，在-80℃时，剩余极化相对减小了80％，温度进一步降低，剩余极化的变化量很小;温度的降低极大地减小了漏电流，在20℃和-170℃时，相同的测试电场下漏电流相差近两个量级，漏电流在-80℃和-170℃区间内变化很小;BFO薄膜的介电常数随着温度的降低也相应的减小，当温度低于-80℃时，介电几乎不随频率变化。BFO的铁电和介电性能随温度的变化，可能是由低温下荷电缺陷的活性和畴壁动性降低造成的。应力从压应力变化到张应力，BFO的介电常数保持增长，可以用应力致晶格畸变来解释。