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钛酸锶钡(Ba1-xSrxTiO3，BST)材料，由于其在外加偏置电场作用下具有高的介电常数可调性((零场下介电常数-电场下介电常数)/零场下介电常数)使其成为铁电移相器的最佳候选材料。用做铁电移相器的材料，除了要具有高的介电可调性外，还要求同时具有低的介电损耗，适中的介电常数，良好的温度稳定性等。从目前的研究结果来看，BST陶瓷介电常数较高，BST薄膜的介电损耗较大，这限制了BST在移相器方面的实际应用，另外介电损耗、介电常数和介电可调性之间的相互制约的机理还不是十分透彻，需要进一步的研究。
本论文针对目前移相器用BST材料(体材料和薄膜)研究中存在的问题，开展了一系列的研究工作。
一、BST薄膜的制备及性能研究
1.LaNiO3(LNO)氧化物电极的制备。采用溶胶凝胶法，首次研究了前驱体溶液中醋酸和水的比例对LNO薄膜性能的影响，制备出纳米级平整度、低电阻率、高度(100)择优取向的镍酸镧(LNO)氧化物电极，为下一步BST薄膜的生长奠定了良好的基础。
2.BST薄膜的掺杂改性。采用溶胶凝胶法，选择Ba0.6Sr0.4TiO3为基体，通过A位Laa3+掺杂，B位Sc3+掺杂，系统研究不同离子掺杂及掺杂浓度对材料结构和性能的影响。结果表明La3+的掺杂对材料的微结构影响不大，随着La3+掺杂量的增加，介电损耗明显降低，介电常数和可调性都先增加后减小。优值因子在La3+的掺杂量为1.5％时最高，其优值因子、可调性、介电常数、介电损耗分别为16、35.2％、611、2.2％。另外，以La3+掺杂1.5％的：BST薄膜为对象，研究厚度对材料性能的影响。当厚度从120nm增加至600nm时，相同条件下，材料的优值因子、可调性、介电常数、介电损耗分别从5.4、24.7％、442、4.6％变化至29.5、50.2％、928、1.7％。通过理论计算其低介电层的厚度为3.1nm，高介相的介电常数为1352。Sc3+的掺杂对材料的微结构影响较大，晶粒细化明显，随着Sc3+掺杂量的增加，可调性、介电常数、介电损耗均有明显的降低。优值因子在掺杂量为1％时最大，其优值因子、可调性、介电常数、介电损耗分别为11.9、30％、552、2.5％。将偏置电场下介电常数的实验结果与理论公式拟合结果表明，虽然掺杂会影响到材料的非谐性因子a的值，但是可调性是非谐性因子和零场下介电常数立方的乘积共同作用的结果，对掺杂改性的BST基薄膜来讲，零场下介电常数对可调性的影响起主导作用。
3.研究了A/B位La3’/Co2+施主/受主共掺杂对BST薄膜的微结构和电性能的影响。与单掺杂相比，La3+/Co2+共掺杂时，优值因子最高，且介电损耗和漏电流再有明显降低，其介电常数、介电损耗、可调性、优值因子分别为687、0.022、38.4％、15.4。所有样品的漏导机制均符合空间电荷限制电流模型。
二、BST多孔陶瓷的制备及性能研究
针对BST陶瓷介电常数较高的问题，首次采用添加造孔剂方法(PMMA)制备了BST50和BST60系列多孔陶瓷(PMMA=0，4％，8％，12％)，使材料在介电损耗、居里温度和可调性基本不变的同时，介电常数有了明显的降低，有效改善阻抗匹配的问题。同时，可通过调节造孔剂添加量，改变孔隙率，从而调节介电常数。
首次建立多孔陶瓷在偏置电场下的介电常数变化的物理模型。在已知某种致密陶瓷介电常数随外加偏置电场的变化关系的前提下，可计算出给定气孔相体积百分比Ф2的多孔材料介电常数与外加偏置电场的关系。以BST50和BST60系列多孔陶瓷的实验结果和理论计算结果相比，可以看出结果吻合较好。