本论文研究了Ca²⁺掺杂对铁磁电材料BiFeO₃结构、磁学性质、磁电耦合效应的影响，以及Ca²⁺掺杂BiFeO₃薄膜的结构和光谱特性的影响。采用溶胶凝胶法成功制备了Bi_1-xCa_xFeO₃系列陶瓷样品和薄膜样品，利用XRD物相分析评价样品的生长情况以及样品结构变化；利用SEM观察样品的表面形貌；用振动样品磁强计（vibrating-samplemagnetometer，VSM）测量样品的磁学性质;用HP4294A型精密阻抗分析仪测量样品相对介电常数（εr）随磁场的变化关系，进一步研究样品的磁电耦合效应；利用UV3600紫外-可见光-近红外分光光度计测量薄膜的透射率随光照波长的变化，并在此基础上研究了Ca²⁺掺杂对薄膜样品禁带宽度的影响。对陶瓷样品的研究结果表明：所有样品具有良好的晶体结构，晶粒尺寸随着Ca²⁺的引入而整体变小，在室温下均具有完整的磁滞回线,样品的铁磁性显著提高，当x=0.1时，剩余磁化强度达到最大（0.11emu/g）。在外加磁场为5000Oe时，磁矩随温度（300K-900K）变化测量显示Bi_1-xCa_xFeO₃系列样品在644K附近出现明显的反铁磁相变，并且反铁磁相变温度TN随着掺杂量的增加而升高。顺磁相变温度TP以及TN和TP处磁矩的差值随Ca²⁺的变化都呈现出先上升，在x=0.1时达到最大值，之后又降低的趋势。另外样品在850K处磁矩出现一个明显变化，并且这个变化的强度随Ca²⁺掺杂量而改变，这种现象少见报道。不同磁场下样品磁矩随温度变化曲线表明Bi_1-xCa_xFeO₃陶瓷样品存在变磁性，且当x=0.1时变磁性最为明显。外加磁场为1000Oe下，低温（50K-300K）ZFC和FC测量显示所有陶瓷样品表现出自旋玻璃态的特性。磁电耦合效应观测到样品的磁电耦合系数（MD）为负值，介电常数随外磁场变化灵敏，x=0.1时磁电耦合效应达到-14.2%，是纯相BiFeO₃（-5%）的近3倍，这表明适量的Ca²⁺掺杂能够增强样品的磁电耦合性能。薄膜样品XRD分析表明结晶良好，未出现杂相。Ca²⁺掺杂使得BiFeO₃的晶格结构由斜六面体转变为三角晶系。薄膜样品的透射率和禁带宽度测量表明Ca²⁺掺杂使得样品平均透射率降低，同时随着掺杂量的增加，样品的禁带宽度降低。这说明Ca²⁺的引入可有效的调控BiFeO₃的透射率和禁带宽度。