BST铁电薄膜因其具有良好的铁电、介电、压电等方面的特性,成为近年来研究的一个热点。其优良的性能可以使其应用在移相器、动态随机存储器等微波调谐器件当中。然而,应用在微波调谐领域要求BST薄膜必须同时具有高的调谐率和低的介电损耗。纯的BST虽然可以达到较高的调谐率,但是介电损耗较高阻碍了其应用。为了克服这一缺点,本研究团队前期进行了大量的研究,包括改进薄膜的制备工艺、进行单一掺杂、复合掺杂以及交替掺杂来提高薄膜的综合介电性能,都取得了良好的进展。尤其是钇(Y)和锰(Mn)交替掺杂对于提高薄膜的综合介电性能有着良好的促进作用。本团队在研究中发现,在制备薄膜的过程中加入预热处理过程可以大大的改善薄膜的性能,目前关于这方面的研究还比较欠缺。因此,本论文在前期研究的基础上,重点研究不同的预热处理方式以及不同的掺杂浓度组合对钇(Y)和锰(Mn)交替掺杂薄膜的介电性能的影响,并深入地分析了其机理。利用XRD、SEM以及HP4294A阻抗分析仪测试了薄膜的相结构、表面形貌及介电性能,取得了以下创新性成果:1、适当的预热处理可以有效地提高薄膜的综合介电性能,不仅使薄膜保持较高的调谐率,且可以有效地降低介电损耗。其中,在600℃条件下进行预热处理,保持Y的掺杂浓度为1%不变,随着Mn的掺杂浓度从2%升到5%,薄膜的介电损耗经历了先减小后增大的过程,当Mn的掺杂浓度为3%时,薄膜的调谐率为47.90%,最大介电损耗低至1.98%;在650℃条件下进行预热处理,薄膜性能有所提高,3mol%Mn/1mol%Y薄膜的最大介电损耗降低至1.38%,调谐率为48.2%。2、对薄膜的预热处理温度进行进一步优化,在550℃条件下进行预热处理,获得了较其他单一温度预热处理更低的介电损耗,随着Mn的浓度从2%升到5%,薄膜的最低介电损耗分别为0.79%、0.97%、0.92%,均在1%以下。并且在降低了损耗的基础上,保持了较高的调谐率,三种浓度下薄膜的调谐率依次为56%、56%、48.6%,表现出优异的介电性能。3、在单一温度预热处理方式的基础上,提出了一种新型的预热处理方式:梯度预热处理。随着薄膜层数的增加,薄膜的预热处理温度呈现梯度的变化,由第一层的550℃逐渐升高到了第六层的650℃。在此预热处理方式下,随着Mn掺杂浓度的增大,薄膜的晶化逐渐增强,晶粒尺寸逐渐增大。薄膜的综合介电性也能得到了大幅度的提升,保持Y的掺杂浓度不变,当Mn的掺杂浓度为2%时,薄膜的最大损耗和最低损耗分别为1.4%和0.49%,同时对应高达50.2%的调谐率;当Mn的掺杂浓度为3%时,薄膜的最高损耗和最低损耗分别为1.3%和0.404%;随着Mn的浓度的进一步的升高,介电损耗有所升高,但是仍然保持在较低的水平,当Mn的浓度为6%时,最高损耗和最低损耗分别为1.33%和0.635%。SEM测试结果也表明:经过梯度预热处理的薄膜表面形貌良好,晶粒细小均匀,孔隙更少。