铁电薄膜无论从基础研究还是技术上来看,都已成为当今最活跃的研究领域之一。因为铁电薄膜具有独特的介电性、铁电性和压电性等特性,被广泛地应用于微系统、存储器和高频电器元件等领域。随着科技的日益发展,使得铁电薄膜制备技术趋于完善,基于铁电薄膜器件的小型化成为可能。然而,随之而来的尺寸效应,导致铁电薄膜的物理性质严重偏离相应体材料的性质。至今,尺寸效应仍然是倍受人们关注的一个热点课题。与此同时,人工合成的铁电双层膜、多层膜、超晶格和梯度模,引起了物理研究学者的极大兴趣。人们惊讶地发现,不同成分的铁电薄膜层合适地配置能够改善器件性能,或者创造新的功能。例如,可以通过制备铁电多层膜或超晶格来获得反铁电行为。这些结构层间的耦合和相互作用能够强烈地影响薄膜的生长条件和材料物理性质。它们为铁电薄膜在器件上的应用创造了新的候选材料和提供了新的机会。这些奇异的现象主要来源于层间相互作用的性质,但同时也来源于制备过程中不可避免的杂质、缺陷、表面和界面应力以及不同组分间的界面效应等因素,并且这些因素都是原生的。它们的存在会造成薄膜结构的局部差异,从而会在薄膜的表面或界面附近产生结构过渡区。因此,对表面或界面过渡层作用的基础研究,不但具有理论研究意义而且具有非常实际的研究价值。本文就是在这样的背景下,基于平均场近似下的软模理论、Landau唯象理论和平均场近似下的Ising模型理论,来研究含有表面或界面过渡层铁电薄膜的介电响应。在平均场近似下的软模理论框架下,我们研究了含有表面过渡层的铁电薄膜动态性质。研究结果表明表面过渡层的存在是薄膜与体材料之间的动态性质差别的根本原因。在任意温度下,表面过渡层的存在使薄膜平均阻尼系数增大,软模频率降低。而且薄膜的平均介电常数的实部和虚部随频率或温度变化的曲线峰变宽,峰值降低且峰位向低频或低温区移动。我们采用GLD唯象理论,研究了含有表面过渡层铁电双层膜的极化和介电性质。研究结果表明,表面过渡层不利于体系处在铁电相,而铁电间界耦合(铁电双层膜中两个薄膜层间的相互作用)有利于体系处在铁电相。由于表面过渡层和铁电间界耦合之间的竞争,体系应该存在一个介电性质转变点。如果铁电间界耦合的作用小于表面过渡层的作用,体系可能会出现尺寸驱动的相变,并且介电极化率升高;反之,体系不会出现尺寸驱动的相变,并且介电极化率降低。铁电双层膜的这种反常行为是由于表面过渡层与铁电间界耦合之间竞争的结果。通过控制表面过渡层参量和铁电间界耦合系数,我们可以得到不同情况时铁电双层薄膜的物理性质。我们在铁电双层膜中考虑表面过渡层的作用,解释了实验上所观察到似乎矛盾的实验结果。基于平均场近似下的横场Ising模型,我们研究了含有反铁电间界耦合的铁电双层膜的电滞回线和介电极化率。我们选取两个不同的铁电层A和B,体材料赝自旋相互作用分别为J A和J B( J A < JB),表面过渡层内赝自旋相互作用分别为J a和J b,横向场分别为? a和? b。研究发现表面过渡层的作用不利于体系呈现反铁电特征,而反铁电间界耦合有利于体系呈现反铁电特征。并且,我们预言对于给定一个表面过渡层厚度,存在两个临界表面过渡层赝自旋相互作用强度J b1和J b2以及两个临界表面过渡层隧穿频率? a1和? a2.当J b1 < Jb<Jb2或? a1 <?a<?a2时,电滞回线的主回线会出现四个台阶,其它情况会出现两个台阶。这个理论结果为实验实现多态存储器提供了物理基础。当反铁电间界耦合作用较强时,介电极化率随温度的变化曲线会出现三个峰,而反铁电耦合作用较弱或铁电层A具有大的横向场时,介电极化率随温度的变化曲线有两个峰,间界处的峰消失。表面过渡层的存在使介电极化率的峰位向低温移动,铁电双层膜的相变温度也随之减小。我们首次在Ising模型下的铁电双层膜中引入表面过渡层,正确和深入地认识了含有反铁电间界耦合的铁电双层膜的电滞回线和介电极化率所呈现的物理特性。本论文是在热力学宏观理论和微观理论的框架下,来研究铁电薄膜的动态性质,以及铁电双层膜物理性质的反常行为机制。成功地解释了实验上所观察到的奇异现象,并丰富了铁电薄膜领域的研究。为使铁电薄膜器件的小型化及创造新的功能特性给予了一定的指导作用。