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多铁性材料BiFeO3（BFO）是目前研究最广的多铁性功能材料,它在新型磁电传感器、多态存储和自旋电子学方面具有极大的应用前景。这类材料具有奇特的内禀磁特性─电磁耦合性能,吸引了越来越多的人关注。在电场作用下这类材料发生电极化的同时也会磁化,从而可以利用电场调控磁场。在磁场作用下材料磁化的同时也会电极化,从而可以利用磁场调控电场。材料本身的铁电性和铁磁性可以互相调控,从而产生词典耦合效应。BFO晶体的结构为扭曲菱方钙太矿（ABO3）结构,其空间群属于R3c,测得的晶格常数为a=b=5.582 nm,c=13.879 nm。分析研究表明,BFO的铁电性一般是由A位Bi3+离子中的6s2孤对电子与周围电子杂化形成非中心对称产生的,而磁性则是由B位Fe3+离子的3d电子具有净磁矩产生的。尽管BFO是多铁性材料,既具有铁电性也具有铁磁性,但是其有两个明显的缺点。第一,由于在制备时,高温煅烧会造成Bi3+离子挥发、Fe3+/Fe2+价态波动和氧空位,使得BFO的电导增大而造成其漏电流密度很大,从而影响了它的铁电性能。第二,由于BFO中相邻的过渡金属Fe3+自旋磁矩交替反转,形成波长为62 nm的空间螺旋自锁结构,使得材料本身的铁磁性太弱,距离实际应用还有很大差距。针对这些问题,本文通过在BFO材料中A位进行稀土金属Nd元素的掺杂、B位分别进行过渡金属元素Cr元素、Zn元素、Mn元素掺杂,来调控BFO材料的键长和键角等内部结构,从而打破其空间周期螺旋自锁结构,改善其铁电和铁磁性能,以实现大幅度的提高BFO材料的多铁性能。本文详细地研究了掺杂对BFO材料的结构、形貌、光学性质、铁电性质、磁性质等方面的物性影响。论文首先采用溶胶-凝胶技术合成了纯BFO,A/B位钕和铬共掺杂Bi1-xNdxFe0.95Cr0.05O3（x=0.025、0.05、0.075和0.10）纳米颗粒,并系统地研究了样品的结构、形貌和多铁性能。测试表明A/B位钕和铬共掺极大地提高了BFO的铁电和铁磁性能。Bi0.9Nd0.1Fe0.95Cr0.05O3（BNFCO）样品的漏电流密度比纯BFO样品降低了约两个数量级,同时由电滞回线发现样品的剩余极化强度（Pr）高达13.508μC/cm2,同时其矫顽场（Ec）提高为6.702 kV/cm。当掺杂浓度为0.075时样品的剩余磁化强度（Mr）达到0.157 emu/g,矫顽力（Hc）高达4.999 kOe。实验结果表明掺入稀土金属Nd元素和3d过渡金属Cr元素是提高BFO多铁性能的有效途径。第二,采用溶胶-凝胶技术合成了纯BFO,A/B位钕和锌共掺杂Bi1-xNdxFe0.95Zn0.05O3（x=0.025、0.050、0.075、0.100）纳米颗粒,并系统地分析研究了样品的晶体结构、光学和多铁性能。采用X射线衍射（XRD）和Rietveld精修分析了样品的结构,分析表明所有样品均保持菱方结构,空间组群为R3c。并用扫描电镜（SEM）观察了各个样品的表面形貌,掺杂可以调控纳米粒子的大小。在紫外-可见散射吸收光谱中可以观察到明显的蓝移现象。共掺杂样品的带隙Eg值表明,BFO是一种极具吸引力的光学材料,可用于光催化剂和光导器件中,并且钕元素和锌元素共掺杂可有效改善漏电流特性;与纯BFO样品相比,x=0.05样品的漏电流密度降低了约3个数量级。x=0.10样品的剩余磁化强度（Mr）达到0.105 emu/g,矫顽力（Hc）高达7.0 kOe。实验结果表明在BFO材料中掺入稀土金属钕元素和3d过渡金属元素锌可以显著的改善其光学和多铁性能。第三,采用溶胶-凝胶法制备了纯BFO和（Nd,Mn）共掺杂Bi1-xNdxFe0.975Mn0.025O3（x=0.025、0.05、0.075和0.10）纳米粒子;并系统分析研究了（Nd,Mn）共掺对样品的形貌、结构和多铁性能的影响。Rietveld精修结果表明,当浓度低于0.075时,样品保持菱方R3c结构。但当浓度增加到0.10时,结构相变为菱方（R3c）和立方（Pm-3m）共存的双相结构。与纯BFO样品相比,所有钕和锰共掺Bi1-xNdxFe0.95Zn0.05O3样品的漏电流密度均远小于纯BFO样品。在x=0.10的样品中,剩余磁化强度（Mr）高达0.116 emu/g,矫顽力（Hc）高达8.4 kOe,获得了最佳的磁性性能。结果表明,（Nd,Mn）共掺杂浓度对合成的纳米粒子的多铁性能有显著影响。共掺杂方法为提高BFO的多铁性能提供了一种有效的方法。第四,采用溶胶-凝胶工艺制备了纯BFO、A位采用钇元素掺杂制备Bi0.95Y0.05FeO3（BYFO）、B位采用钴元素掺杂BiFe0.95Co0.05O3（BFCO）、以及A/B位钇钴共掺杂Bi0.95Y0.05Fe0.95Co0.05O3（BYFCO）纳米粒子;并对样品的结构和形貌以及多铁性能进行了系统的研究。结果表明不论是A位掺杂,还是B位掺杂对BFO的铁电和铁磁性能都有很大的提高,而A和B位钇钴共掺取得了最好的铁电和铁磁性能。与纯BFO样本相比,BYFCO样本的漏电流密度降低两个数量级,而剩磁（Mr）达到0.085 emu/g。Y-Co共掺杂BYFCO纳米粒子被证明是一种提高BFO多铁性能的有效方法。