本研究使用小角X射线反射率、X射线光电子能谱、原子力显微镜和扫描电子显微镜等测试手段研究了超导、介电和铁电多层膜的微结构。论文工作的主要内容和结论为： 一YBa2Cu3O7-δ(YBCO)/Nd2CuO4(NCO)/YBCO/Yttrium-stabilizedZrO2(YSZ)Josephson多层膜微结构研究。结果表明，生长在NCO缓冲层的YBCO具有良好的C轴取向，在YBCO/NCO之间没有界面层生成；加入缓冲层的YBCO薄膜的表面形貌更加平整和致密，平均晶粒尺寸也大大减小，表明使用NCO缓冲层，在YSZ衬底上可以获得高质量的YBCOJosephson结。 二研究了Eu2CuO4(ECO)/YSZ双缓冲层对生长在Si衬底上的YBCO超导薄膜微结构的影响。结果表明，生长在ECO/YSZ缓冲层的YBCO具有良好的C轴取向；加入ECO/YSZ双缓冲层的YBCO薄膜的表面形貌更加平整和致密。因此对于Si衬底使用ECO/YSZ双缓冲层可以提高YBCO薄膜的质量. 三研究了沉积在Si衬底上的非晶LaAlO3(LAO)薄膜的微结构。结果表明，在LAO/Si界面处有LaxAlyOzS和SiOx层。SiOx层的最终饱和厚度为13A，然而LaxAlyOzSi层的厚度随着薄膜的生长保持增加；并且LAO层的电子密度沿着生长方向分布不均匀。 四研究了非晶LAO薄膜常温下稳定性和退火行为。发现在常温下，薄膜的微结构随着时间而变化，LAO层变薄，LaAlyOzSi界面层变厚，这种变化持续6个月，然后薄膜结构处于稳定状态，300℃24小时退火不能改变最终的结构，把这种变化归因于薄膜生长产生的应力释放过程。 五研究了Pt/BaTiO3(BTO)薄膜的界面，发现在Pt层和BTO层之间存在9A厚的界面层。通过X射线光电子能谱证实了没有BTO和Pt的扩散或者是Pt的氧化，本文认为这一层是由于BTO的界面驰豫引起的，这种界面驰豫可能是金属电极和铁电薄膜之间“deadlayer”的起源。 六研究了不同厚度的BTO薄膜表面。初步结果表明，BTO表面有一低电子密度层。通过X射线光电子能谱证实，表面层具有高的Ba3d结合能，同时表面不存在BaCO3和Ba(OH)2成分，本文认为，BTO的表面层是由BTO的表面驰豫引起的。