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本论文分两部分。
第一部分，利用透射电子显微学及相关实验技术分别研究了La0.7Sr0.3MnO3/Ba0.7Sr0.3TiO3/La0.7Sr0.3MnO3/(001)SrTiO3和Ba0.7Sr0.3TiO3/La0.7Sr0.3MnO3/(001)LaAlO3两种钙钛矿结构的铁电/巨磁电阻异质结的微结构。主要包括以下内容：
1.通过对透射电镜横截面样品的分析，发现在(001)SrTiO3基体上生长的La0.7Sr0.3MnO3/Ba0.7Sr0.3TiO3/La0.7Sr0.3MnO3外延薄膜中存在穿透位错和界面失配位错。衍衬和会聚束电子衍射分析表明穿透位错大部分是螺型的，柏氏矢量b=[001]。高分辨电子显微学方法研究显示刃型失配位错柏氏矢量b=[100]和[101]。对晶格失配的分析表明薄膜是部分弛豫的。
2.通过对透射电镜横截面样品和平面样品的分析，发现在(001)LaAlO3基体上生长的Ba0.7Sr0.3TiO3/La0.7Sr0.3MnO3外延薄膜中主要的缺陷是垂直或准垂直于基体表面的高密度的穿透位错。衍衬和高分辨电子显微学方法揭示了穿透位错大部分是刃型的，柏氏矢量b=〈100〉或〈110〉。会聚束电子衍射分析表明，少数几个具有螺型特征的穿透位错的柏氏矢量的螺型分量是[001]或[001]。对穿透位错的形成机制进行了讨论。
第二部分，利用原位透射电子显微学方法研究了在外加电场作用下BaTiO3单晶和PbZr0.52Ti0.48O3陶瓷中铁电畴的极化反转过程。主要包括以下内容：
1.对BaTiO3单晶中铁电畴的极化反转过程的研究表明，在初始状态下主要是90°a-a类型的铁电畴，在电场的作用下，铁电畴开始重新取向，伴随着初始状态铁电畴的逐渐消失，新的铁电畴产生并进一步长大，极化方向逐渐向着电场方向转化。当撤去电场以后，铁电畴的状态趋向于恢复到初始状态。90°畴的重新取向所产生的应力导致了样品的断裂。铁电畴以畴界移动的方式来完成畴的扩张和合并。在90°畴的转化过程中，伴随着180°畴的形核。
2.对PbZr0.52Ti0.48O3陶瓷中铁电畴的极化反转过程的研究表明，施加电场以后，初始状态下极化方向与电场方向垂直的铁电畴逐渐细化收缩，最后有些畴完全消失，极化方向转向与电场平行。有些畴在电场作用下只发生了很小的转变，可能受到了缺陷的钉扎作用，限制了畴的转化。