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本论文着重于层状钙钛矿结构铁电材料SrBi<,4>Ti<,4>O<,15>(SBTi)的B位掺杂改性研究。对它们陶瓷样品的微结构、铁电和介电性能的研究，有助于了解掺杂对层状钙钛矿结构铁电材料的性能，特别是剩余极化影响的机理，并指导设计有实用性能的用于非易失性铁电随机存储器的新型铁电材料。
采用固相烧结工艺，制备了不同Nb、Mo、Zr、Fe掺杂量的SBTi铁电陶瓷样品。用X射线衍射、Raman光谱对它们的结构进行了分析，用扫描电子显微镜观察了它们的表面形貌，发现这些样品都是随机取向，且掺杂基本未改变材料原来的晶体结构。
铁电性能测试结果显示，适当的掺杂量都能有效改善材料的铁电性能。掺杂后，剩余极化(2P<,r>)都呈现出先增大，后减小的规律。高价阳离子Nb<5+>、Mo<6+>掺杂SrBi<,4>Ti<,4>O<,15>中，当掺杂量为分别为0.03和0.06时，2P<,r>达到极大值：24.7μC·cm<-2>和26.5μC·cm<-2>，比未掺杂时增大60％以上。同时，保持了SBTi良好的热稳定性能。这与掺杂导致的氧空位浓度的降低和氧空位动性的减弱有关。等价阳离子Zr<4+>掺杂同样未影响SBTi的晶体结构与居里点。适量的Zr<4+>掺杂也在一定程度上提高了SBTi的2P<,r>但其提高的幅度远小于高价阳离子掺杂。SBTZ-0.03的2P<,r>与SBTi相比仅提高了35％。这说明氧空位浓度的降低并不是提高剩余极化值的唯一因素，却是一个主要因素。一方面，高价的阳离子作为施主掺杂，降低了氧空位浓度，使其对铁电畴的钉扎力减弱，可反转的畴的数目增多，增大了样品的剩余极化值；另一方面，掺杂使SBTi的B位周围的电荷有序性与结构有序性降低，阻碍了氧空位在畴壁处的聚集，使样品的铁电性能有了明显的提高。另外，掺杂引起SBTi晶格畸变的增大是另一个影响SBTi剩余极化值的因素。
低价B位掺杂是在SBTi的B位用一个Fe<3+>离子取代了一个Ti<4+>离子，同时为了保持电中性，将A位的Sr<2+>离子用Bi<3+>取代，成功制备了Bi<,5>Ti<,3>FeO<,15>(BFT)铁电铁磁材料。低价阳离子Fe<3+>掺杂保持了SBTi的剩余极化值，并使层状钙钛矿铁电材料同时具有了弱铁磁性。