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多铁材料不仅具备铁电性和铁磁性,并且在铁电铁磁的相互耦合下,会显现出新的物理现象。铁酸铋（BiFeO3）是典型的单相多铁材料,室温同时具有铁电、弱反铁磁性,即同时具有铁电有序和G型反电磁有序。由于具备这种优异的性能,研究学者针对铁酸铋多铁材料进行了较为深入研究。利用铁酸铋的磁电效应可拓展的应用方向非常广,例如,信息存储,电子元件,传感器和集成电路等。因此,开展对BiFeO3的制备及其磁性能的研究有非常重要的意义。研究报道发现单相BiFeO3纳米粒子对制备方法非常敏感,其制备工艺对其结构和磁性能有很大影响。并且由于可能存在杂相和本身特殊的磁结构,限制了BiFeO3材料的发展应用。因此本课题研究了利用微波辅助溶胶—凝胶法制备单相BiFeO3纳米粒子,对其结构,形貌和交换偏置性能进行研究。通过Co离子对BiFeO3材料的掺杂改性,研究对交换偏置性能的影响。同时制备了单相BiFeO3薄膜并对其结构和光学性能进行研究。本论文的研究成果如下:（1）采用微波辅助溶胶—凝胶法制备了尺寸均匀,多面体形貌的纯相BiFeO3纳米粒子。实验发现,热处理温度为450℃-500℃时,均成功制备出单相的BiFeO3纳米颗粒,具有菱方畸变钙钛矿相。处理温度为450℃时BiFeO3纳米粒子的晶粒尺寸约为40 nm,同时在60 K存在交换偏置现象。由于反铁磁相的核与自旋玻璃相的表面层相互耦合,导致样品在FC条件下产生交换各向异性,导致单相BiFeO3纳米粉体具有室温铁磁现象,低温交换偏置效应和自旋玻璃的行为。此外,热处理温度对BiFeO3的禁带宽度产生一定的影响。（2）用微波辅助溶胶—凝胶法制备了Bi1-xCoxFeO3（x=0.05,0.10,0.15,0.20）纳米粒子。在温度为500℃热处理时,Co3+掺杂量的增加导致晶粒尺寸减小。同时在60 K存在交换偏置现象,交换偏置从随掺杂量的增加先减小后增大。Bi1-xCoxFeO3样品的在ZFC和FC下的磁化曲线符合自旋玻璃态的特征。Co3+离子掺杂BFO中的铁磁性,随Co3+离子含量的增加而增强。Bi1-xCoxFeO3纳米粒子的磁化强度增加认为主要是由于表面未被补偿的自旋的原因。（3）采用微波辅助溶胶-凝胶法制备了纯相BiFeO3薄膜的前驱液,并通过浸渍提拉法在FTO导电玻璃上制备单相BiFeO3薄膜。随着退火温度的升高,晶粒尺寸有所增大,退火温度为500℃时BiFeO3薄膜的晶粒尺寸约为10-70 nm左右,退火温度为550℃时BiFeO3薄膜的晶粒尺寸约为30-79 nm左右,存在粒子团聚现象。BiFeO3薄膜在的禁带宽度分别为2.76 eV,2.74 eV。退火温度为500℃的BiFeO3薄膜测得更强的光电流响应强度。这与BiFeO3薄膜的光学禁带宽度的结果相一致。