BiFeO₃（BFO）是为数不多的在室温下同时具有铁电、压电、铁磁性能的多铁性材料之一。凭借良好的电学性能和无铅环保的优势，BiFeO₃-基薄膜材料在未来的集成压电系统中具有广阔的应用前景。尽管BiFeO₃薄膜具有很多不可比拟的优势，但其漏电流过大一直是制约其发展的一个瓶颈，尤其是用化学溶液法制备的BiFeO₃薄膜漏电问题更为严重。但从制备方法的可行性来看，化学溶液法又是将来最有希望能够实现大规模生产的唯一方法。此外，BiFeO₃薄膜目前的制备温度普遍在500⁶00℃之间，较高的沉积温度不仅使BiFeO₃的漏电问题更加严重，同时也使BiFeO₃薄膜与未来大规模集成电路系统的兼容成为问题。如何使用化学溶液法制备BiFeO₃-基薄膜，同时又能通过其他可行的方法来降低制备温度，抑制漏电已经成为当前铁电、压电领域工作人员研究的重点和热点。本论文着重通过适当降低BiFe_0.95Mn_0.05O3（BFMO）薄膜的单层厚度来提高其晶化程度，进而改善其电学性能，达到降低制备温度的目的，同时还深入研究了层厚对BFMO薄膜结构和性能的影响。本论文制备了不同Bi过量的BiFe_0.97Mn_0.03O3（BFMO）薄膜，并系统研究了Bi过量对温度的依赖关系以及不同Bi过量对不同退火温度下的BFMO薄膜铁电及漏电性能的影响，为解决BiFeO₃-基薄膜的漏电问题提供了新的思路。主要研究内容及结论如下：本论文在ITO/玻璃衬底上，通过控制BiFe_0.95Mn_0.05O3前驱体溶液的浓度，采用溶胶-凝胶法结合层层退火工艺，制备了单层厚度分别为42、31、25、20nm的BiFe_0.95Mn_0.05O3薄膜。结果发现，降低BiFe_0.95Mn_0.05O3薄膜的单层厚度（从42nm/l降到25nm/l）有助于提高BFMO提高薄膜的铁电性能，但也不能无止境的降低，当层厚超过某一极限值（25nm/l）时，继续降低层厚就会带来负面效应。在一定条件下存在一个最佳的单层厚度值，当层厚大于该最佳值时，降低层厚正面效应起主导主用，BFMO薄膜的铁电性能逐渐变好，达到最佳层厚值时BFMO薄膜的综合性能最好。当层厚小于该最佳值，继续降低单层厚度，此时负面效应起主导作用，BFMO薄膜的电学性能又开始衰退。在本论文的实验中，最佳的单层厚度值是25nm/l。在单层厚度为25nm/l的BFMO薄膜中观察到了典型的柱状结构，剩余极化值较大，并且剩余极化值不随退火温度的升高而明显变大。更重要的是，对于一个给定的剩余极化值，25nm/l的BFMO薄膜的所需要的退火温度比42、31、20nm/l的BFMO薄膜得到相同大小的剩余极化值所需要的退火温度要低45⁶4℃，特别是在575℃以下，这种差异更为明显。该结果说明，单层厚度过厚或过薄都不利于晶体生长，只有适当的单层厚度才有助于提高BFMO薄膜的电学性能，同时有利于降低其制备温度。本论文ITO/玻璃衬底上，采用溶胶-凝胶法结合层层退火工艺，制备了Bi过量分别为0%、5%、10%、15%、20%的BiFe_0.97Mn_0.03O3薄膜，并系统研究了低温制备时不同Bi过量在不同温度下对BFMO薄膜结构和性能的影响。结果表明，在500℃以下制备BFMO薄膜时Bi并不挥发，即使有挥发也是少量的挥发，此时并不需要加过量的Bi来补充。在低温制备时，过量的Bi由于难以挥发通常会存在于晶界处，当晶界容纳不下时会以富Bi相（Bi2O3）的形式析出在BFMO薄膜的表面，使漏电流增大。根据退火温度的不同，所需过量Bi的最佳值也不同。温度越低，晶化程度越低，晶粒越小，晶界较多，能够容纳的过量Bi也就越多；相反，温度越高，晶体的晶化程度也越高，晶界减少，对过量Bi的容纳程度也相应变小。所以，适量的添加过量Bi对晶体生长有一定的促进作用，但过多的过量Bi不仅会阻碍晶界的移动，而且会使漏电流增大，对BFMO薄膜的铁电和漏电性能产生负面影响。综上所述，本论文通过对BFMO薄膜层厚以及Bi过量的控制，能够有效降低BFMO薄膜的漏电流和制备温度，这将使BFMO薄膜在未来大规模集成电路系统中的应用成为可能。