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PZT薄膜材料作为重要的压电铁电薄膜材料，许多研究者对它进行了长期的研究工作。作为性能优异的铁电功能材料，PZT薄膜材料的应用范围仍在扩大，至今仍是国内外研究热点之一。PZT组分梯度薄膜因具有非传统的铁电压电性能也一直被人们所关注。采用传统方法制备PZT薄膜，不同Zr/Ti比例薄膜都需独立制备前驱溶液，使实验过程变得十分复杂。采用化学溶液分解法制备PbZrxTi1-xO3薄膜时，组合化学实验方法可以用少量的前驱溶液种类，制备出各种不同组成的PbZrxTi1.xO3薄膜，提高实验效率。
本文选取醋酸铅、硝酸锆和钛酸正四丁酯作为原料，在室温和无惰性气氛保护的大气条件下，制备出了能用于化学溶液分解法组合合成PZT薄膜的两种独立前驱化学溶液体系：PT溶液和PZ溶液。对前驱溶液的FT-IR分析结果显示，在溶液静置存放过程中，除PT溶液在3320cm-1附近的H2O的羟基吸收峰随着时间的推移逐渐增强，两种前驱溶液的大部分红外吸收峰基本保持不变。热分析结果表明，所有前驱体均包含260-350℃和400-500℃两个放热区间。实验发现随着锆比例的逐渐增大，x=0.23-0.27组成前驱体的DSC曲线在200℃温度附近出现了一个剧烈放热峰，而且随着锆含量的不断增大(x=0.23，0.25，0.27)，放热峰的峰值温度逐渐降低(199℃，188℃，174℃)，从x=0.29开始放热峰强度变小变缓，其峰值温度仍在逐渐降低。在TG曲线上，相应的，随着锆比例的增大，前驱体在x=0.23组成突然出现了剧烈失重，而且随锆含量不断增大(x=0.23,0.25，0.27)，其相对失重率不断增大(7.8％，10.3％,13.1％)，然而从x=0.29开始TG曲线只表现出缓和的拐点。
在前驱体热分解过程研究的基础上，以正交实验分析为基础，参照文献资料，结合实验实际情况，选择样品的热处理温度为500℃，热处理时间为40s，退火温度为700℃，退火时间为10min。制备了PbZrxTi1-xO3(=0.1，0.2，0.3，…，0.8，0.9)系列薄膜，X射线衍射分析显示，PZT薄膜具有钙钛矿结构衍射峰。随锆比例x值的逐渐增大，晶格参数a轴值逐渐增大，c轴值基本保持不变，为四方晶系结构，当增大至x=0.6开始，a轴与c轴值同时增大，且大小基本一致，晶体结构转变为三方晶系。与传统方法制备的PZT薄膜取向变化趋势不同，薄膜最佳取向均为(111)面。电滞回线测试结果显示，在本文实验条件下，钛含量较高的样品铁电性能较差。该方法制备的PbZrxTi1-xO3薄膜在x≥0.4组成时具有良好的铁电性能，薄膜具有良好的电滞回线线型，样品残余极化变化规律与传统方法相似，在准同型相界组成x=0.5附近具有最大值。样品的介电常数及介电损耗测试结果表明，实验制备的PZT薄膜样品的介电常数基本保持在500左右，并没有出现准同型相界附近介电常数最大的情况；而介电损耗基本维持在0.05-0.1范围，与传统方法相比偏大。x=0.3样品具有较大的介电常数和较小的介电损耗，表明该组成样品的介电性能较好。样品的扫描电镜分析显示，样品厚度基本保持在400nm，薄膜与底电极界面清晰，薄膜与基片接触良好。
在单一组分PZT薄膜制备的基础上，初步设计制备了组成三个梯度变化的PZT梯度薄膜。同时设计了两种制备方案制备PZT梯度薄膜样品，一种方案为用PT和PZ溶液先配制组成所需前驱溶液，按照梯度设计方案，从基片开始依次涂覆不同组成的前驱溶液。另一种方案为将一定体积的PT和PZ溶液直接滴在基片上混合，在数十秒后直接进行匀胶制备薄膜。采用第一种方案制备的上梯度薄膜样品的电滞回线与单一组成薄膜的不同，在正负驱动电场中，曲线的胖瘦有明显的区别。然而方案二制备的G-7550样品却没有与之类似的性质，可能原因是采用溶液的混合均匀程度不够。相对而言，富锆组成的梯度薄膜性能优于富钛组成的梯度薄膜，上梯度薄膜的铁电性能优于下梯度薄膜。介电常数测试表明实验制备的薄膜样品性能与单一组分薄膜相似，并没有出现特异的现象。但是部分薄膜的介电损耗较大，样品对应的电滞回线均有了较大的漏电电流，这表明在本文实验条件下制备的梯度薄膜还存在比较大的缺陷。扫描电镜测试显示上梯度薄膜样品薄膜结构形貌均匀，厚度均一。实验为后续梯度薄膜的制备建立了基础。
本文在室温和无惰性气氛保护的大气条件下，制备了用于组合合成的前驱溶液PT和PZ溶液，采用该溶液体系制备的薄膜结构性能与传统方法制备的薄膜相似，为PZT薄膜的系统研究提供了简单快捷的方法。