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作为一种典型的单相多铁材料,BiFeO3(BFO)最近受到研究者的广泛关注。BFO具有简单钙钛矿的结构,空间群是R3c,其氧八面体绕体对角线转动一定的角度,形成一种斜六方体结构。BiFeO3在室温下具有铁电性(铁电居里温度为810℃)和反铁磁性(尼尔温度为380℃),而这种室温下共存的铁电性和磁性使得其在记忆材料方面有着潜在的应用前景。研究者很早就通过实验发现BiFeO3中共存的铁电性及磁性,然而由于Fe+3的价态波动导致的氧空位使得BiFeO3薄膜往往出现较大的漏电流,从而无法得到比较饱和的极化曲线。同时,BiFeO3材料的室温弱磁性也阻碍了其进一步的应用。为了解决上述问题,使得BiFeO3材料能够得到更加广泛的应用,本文主要研究了以下内容并将研究结果简单介绍如下：1.采用Sol-gel的方法,以硝酸铁和硝酸铋为主要原料制备了纯的以及通过A位和B位掺杂的BFO薄膜样品。通过改善制备工艺和退火条件,制备出了纯相的BFO薄膜。XRD图谱表明BFO薄膜样品在600℃退火的条件下就已经结晶良好,700℃退火反而会使得退火结束后氧空位的聚集以及Bi元素的挥发从而导致杂相的产生。SEM和AFM扫描结果表明600℃退火后形成了表面形貌致密的BFO薄膜样品。2.采用Sol-gel法,以硝酸铁和硝酸铋为主要原料制备了纯的以及A位和B位掺杂的BiFeO3粉末。并且通过在马弗炉中高温退火2小时得到了纯相的BiFeO3粉末。通过XRD测试可以得知,未退火粉末出现了诸多杂相峰,而通过600℃、700℃和800℃高温退火2小时后的粉末样品的结晶状况得到明显改善,衍射峰更强,半峰宽更窄,杂相峰基本消失,最终制得了纯相的BiFeO3粉末。3.对BFO薄膜样品进行了电学性质测试。介电测试结果表明A位La和B位Ni的掺杂后的薄膜样品的介电常数和介电损耗值都比未掺杂的薄膜样品的大。电滞回线结果表明,600℃退火的BFO薄膜样品就测得了比较饱和的极化曲线,剩余极化强度(Pr)为1.88μC／cm2,其中A位10%的La和B位10%的Ni掺杂的BFO薄膜样品剩余极化强度都比未掺杂的大,分别为5.03μC／cm2和7.57μC／cm2,极化曲线更加饱和。这说明掺杂抑制了BFO薄膜大的漏电流,改善了其电学性质。4.对BFO粉末样品进行了磁性测试。磁性测试结果表明,退火温度以及A位和B位的原子替位都对BiFeO3粉末在室温下的磁性结果有很大的影响。退火温度主要影响晶粒尺寸,通过尺寸限制效应来影响BiFeO3粉末在室温下的磁性。具体而言退火温度越高,晶粒尺寸越大,BiFeO3粉末在室温下的磁性越弱,反之亦然。A位和B位的原子替位主要是通过压缩BiFeO3粉末中的螺旋调制旋转结构(SMSS)来增强室温下的磁性。5.对BFO薄膜样品进行了光学性质测试。研究了不同退火温度以及不同的衬底材料对拉曼光谱的影响。其中LNO／Si衬底制备的BiFeO3薄膜样品750℃快速热退火处理后的拉曼光谱中得到了比较完整的E振动模式,拉曼峰的位置分别位于268,320,365,425,479,546,639和725 cm-1处。进一步通过LNO／Si衬底和Si衬底上BiFeO3薄膜的拉曼光谱对比可以看出,LNO／Si衬底上BiFeO3薄膜的拉曼峰位向高频移动,这是由于LNO／Si衬底和BiFeO3薄膜之间存在张应力而Si衬底和BiFeO3薄膜之间存在压应力所造成的。