随着现代科技的发展，对非挥发存储器（如铁电场效应晶体管FeFET存储器）的需求与日俱增，从而导致了对新的存储器材料的研究与探索的热潮。目前用于制备FeFET的铁电薄膜材料体系仍以锆钛酸铅（PZT）系为主，PZT薄膜具有一些良好的铁电性能，如较大的剩余极化（2Pr ）值以及较低的热处理温度等。然而，PZT薄膜同时具有一些致命的缺点，如抗疲劳性能差，有毒等等。开发一类新的铁电材料来取代PZT变得尤为必要。稀有金属离子掺杂的钛酸铋(Bi₄Ti₃O₁₂，简写为BIT)铁电薄膜材料结晶温度较低、抗疲劳特性好、自发极化较大，所以可望成为新的适用于FeFET器件的铁电薄膜材料。本文选择用溶胶-凝胶（Sol-Gel）法在Pt（111）/Ti/SiO₂ /Si（100）基片上制备了Dy元素和Yb元素掺杂的Bi₄Ti₃O₁₂薄膜Bi_3.4Dy_0.6Ti₃O₁₂和Bi_3.4Yb_0.6Ti₃O₁₂（分别简记为BDT和BYT），并分别对其性能进行了一些研究。本论文在第一章中对铁电薄膜的发展概况、应用前景、制备方法和目前的研究现状进行了综述。在此基础上，给出了本文的选材及研究目的、内容。第二章介绍了本文实验所用的材料以及方法，并就影响实验结果的一些主要因素进行了分析。在第三章和第四章中，分别研究了退火气氛和退火温度对BDT薄膜的微观结构、铁电性能及电学性能等性质的影响。结果表明退火气氛对薄膜的微观结构和铁电性能等都有很大的影响。氮气中较低温度650°C退火的BDT薄膜结晶完全，显示良好的铁电性和抗疲劳特性，而空气和氧气中退火的BDT薄膜只有在退火温度升高到700°C时才显示较好的结晶度和铁电性。所以，与空气和氧气相比，氮气中退火可以大大降低BDT薄膜的结晶温度。另外，氮气、空气和氧气中退火的BDT薄膜的表面颗粒平均尺寸随着退火温度的升高而增大，铁电性却并不是随着退火温度单调增长，而是在到达最佳退火温度点后，剩余极化值又随着退火温度的进一步提高而减小。第五章研究了Dy元素的含量对BDT薄膜的性能影响，结论是：Bi_3.4Dy_0.6Ti₃O₁₂薄膜的性能最好。我们认为得出这样的结果的原因在于Dy³⁺离子取代Bi³⁺离子的位置有差异。当Dy元素的含量在一个适当的范围之内时，Dy³⁺离子优先取代Bi₂O₂层的Bi³⁺离子，而这将破坏铋层状钙钛矿结构的对称性，从而提高BDT薄膜的自发极化强度（或剩余极化强度）。但是过多的Dy掺杂又会导致Dy³⁺离子取代位于Bi₂Ti₃O₁₀结构中的Bi³⁺离子，这会破坏Bi₂Ti₃O₁₀的钙钛矿结构，从而降低薄膜的自发极化强度（或剩余极化强度）。第六章介绍了BYT薄膜的制备过程。采用Sol-Gel法我们首次成功地在Pt（111）/Ti/SiO₂ /Si（100）基底上沉积出Bi_3.4Yb_0.6Ti₃O₁₂（BYT）铁电薄膜，此项工作目前还没有任何文献报道。详细研究了不同退火温度（600°C-750°C）下BYT铁电薄膜的铁电性能。