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随着电子器件向微型化和多功能化发展,铁电压电薄膜的应用价值不断受到重视。在众多的铁电材料中,铁酸铋（BiFeO3）薄膜在过去的十几年中受到了广泛关注。这得益于其丰富且优异的物理性质:室温多铁性、剩余极化强度高、居里温度高和畴壁导电性等。此外,作为无铅材料,它也具有潜在的压电应用价值。本工作研究了BiFeO3薄膜的溶胶凝胶法制备工艺。通过工艺参数的优化,获得了织构薄膜、随机取向薄膜和外延薄膜。结合相结构分析和性能测试,研究了不同因素对BiFeO3薄膜压电性能的影响及其机理。通过引入PbO晶种层,在带有Pt电极的Si衬底上得到了（001）取向的织构BiFeO3薄膜。优化退火工艺,使用层层退火方式可以提高厚膜的织构度,在200 nm的薄膜中织构度达到98.3%。PbO的高c/a比是诱导取向的主要原因,层层退火有利于后续层继承前一层的取向,因而可以提高织构度。高度织构的薄膜表现出更优异的铁电、介电和压电性能。在带有Pt电极的Si衬底上制备了一系列不同成分不同厚度的Sm掺杂BiFeO3薄膜,系统研究了掺杂量和薄膜厚度对准同型相界（MPB）位置的影响。实验结果表明在10%Sm掺杂成分附近,薄膜中有菱方和正交两相共存,基于MPB效应压电响应明显增强;在15%成分处附近变为中心对称的Pnma结构,薄膜压电响应消失。随着薄膜厚度增加,MPB和Pnma的相界会向富Sm方向移动。基于实验结果,给出了厚度-成分相图,并提出热应力模型解释了MPB随厚度变化的原因。通过Sm、Ti分别掺杂以及共掺杂,有效降低了BiFeO3薄膜的缺陷浓度和漏电流大小,漏电流机制分析表明Sm和Ti元素影响漏电流的方式不同,Sm掺杂则会降低陷阱势垒而Ti可以稳定俘获载流子,在共掺杂的薄膜中两种效果共同发挥作用。共掺杂会降低剩余极化强度,但是提高了的BiFeO3抗击穿性能。优化退火工艺,在SrTiO3单晶衬底上得到了（001）外延的未掺杂和Sm掺杂的BiFeO3薄膜。对12%Sm掺杂BiFeO3外延薄膜进行了原位变温畴结构表征和压电性能测试,确定了相变温度和MPB处高压电响应的来源。实验结果表明从20℃升温到200℃,薄膜发生菱方-正交相变,在相变区域,畴变得活跃,畴壁移动增强。170℃时压电响应显著增强,性能的提升主要来自于非本征贡献。200℃时12%Sm掺杂BiFeO3外延薄膜变为反铁电相,畴结构消失。