中文摘要：

微电子技术的发展和纳米科技的建立要求人们探索纳米尺度(1－100nm)范围物质的性质。纳米铁电材料是微型集成功能器件的一个重要组成部分，因此，探索纳米铁电体的性质，尤其是量子特性具有重要的理论意义和实用价值。本项目以纳米铁电材料4-300K温度范围的经典、量子铁电和介电性质以及经典-量子相变的晶粒尺寸效应为主要研究内容，以期建立纳米铁电体物理性质的晶粒尺寸效应物理模型，指导未来集成微电子器件用功能材料的设计研制工作。比如确定铁电材料器件的微型化极限；在不改变组分条件下，给出铁电陶瓷材料最优性能的晶粒尺寸范围。

结论摘要：

微电子技术的发展和纳米科技的建立要求人们探索纳米尺度范围物质的性质。对钙钛矿结构铁电体1）采用多种湿化学工艺成功制备了尺寸可调钛酸盐系纳米铁电薄膜、纳米线和纳米点阵列。并扩展了电子束直写技术用于纳米结构铁电材料的制备。2）研究了不同择优取向、不同晶粒大小PZT铁电薄膜的室温红外光学、铁电和介电性质。3）发展了长程相互作用及其相关作用的有限尺寸效应微观模型。系统解释了钙钛矿结构铁电体纳米材料的铁电性弱化、四方铁电-立方顺电相变、晶格间距反常增加、共价性降低等现象，定性解释了影响钙钛矿氧化物铁电薄膜材料电学性能的晶格动力学（软模）微观机制，并说明了该模型在共价-离子混合型晶体中的普适性。同时，设备小型化引起人们倍加关注将磁性和电子性能融入一体的多功能材料，从而使单个设备组件可执行一项以上任务。铁磁铁电多重铁性材料不仅具有铁磁、铁电材料的双重属性，而且还因为磁极化和电极化之间的相互作用能够产生新功能和新器件，如电场控制磁数据存储。4)在对铁电体研究的同时，开展了高温单相磁性铁电多重铁性体的研制，已得到相变温度高于400K亚铁磁-铁电多重铁性材料。该工作是原创性的，拥有完全自主知识产权。