铋系层状钙钛矿氧化物因其具有铁电相变温度高、强铁电极化、抗疲劳及环境友好等特性,在铁电存储器、高温压电制动器等领域具有巨大的应用潜力。另外,以典型三层结构Bi₄Ti₃O₁₂与典型多铁性BiFeO₃构成的天然层状钙钛矿材料体系,其通式为Bi_4+nTi₃Fe_nO_12+3n（n为正整数）,因其呈现铁电、磁性及磁电耦合效应等,近年已受到科研人员的极大关注。该类材料体系磁基态为反铁磁序,磁电耦合作用较弱且其机制不明晰等物理问题,因此,科研人员利用不同手段,如掺杂工程、界面工程及应力工程等,来调节其磁序、增强其聂耳温度及磁电耦合作用等,以实现基于该类体系在磁电器件领域的应用。基于此背景,本论文通过B位掺杂以调制四层Bi₅Ti₃FeO₁₅（BTFO）相结构的电学和磁学性质,取得的主要研究结果如下。1、采用传统固相烧结法制备了不同浓度Nb和Fe共掺杂的BTFO块体材料,其化学通式为:Bi₅Ti_3-2xFe_1+xNb_xO₁₅（BTFNO,x=0,0.1,0.2,0.3,0.4）。结果表明BTNFO陶瓷材料具有Aurivillius相结构,晶格常数a,c是随着Nb和Fe含量的增加而增加,而晶格常数b则是线性减小,通过SEM测得材料表面形貌结构显示BTFNO材料具有典型Aurivillius片状结构。另外,研究发现随着N1b和Fe共掺杂浓度的增加,介电色散行为增强;当浓度高于0.2时,样品出现介电损耗弛豫峰,且其随着浓度的增加,弛豫峰向低频方向移动。研究表明BTFNO材料具有与母体BTFO相同的磁序,即超顺磁主导的反铁磁性,且随着Nb和Fe共掺杂浓度的增加,其反铁磁长程有序增强。通过BTFNO体材料XRD分析可得Nb和Fe共掺杂可抑制片状晶粒c轴的择优取向,促进a/b轴方向的生长,从而改善材料压电特性,此外,我们在BTFO陶瓷样品表面观察到了反常的铁电反转行为。2、利用化学溶液法制备了 Mn掺杂的BTFO薄膜（BTFMO）,研究退火温度对微观结构、铁电和磁学性质的影响。研究结果发现退火温度低于600 ℃时,具有弱结晶性,而温度为750 ℃时,样品XRD衍射峰中出现杂相;退火温度为650 ℃和700 ℃时,样品呈现良好结晶性,且薄膜晶粒饱满、致密。此外,退火温度为650℃时,BTFMO薄膜样品铁电性最强,即外加电场为650 kV/cm时,其剩余极化矢量可达58.4μC/cm2左右,其值远大于母体材料BTFO。另外,在磁性方面,BTFMO薄膜样品呈现反铁磁性,其反常行为发生在80 K左右。