菱形扭曲的钙钛矿结构的BiFeO₃是一种新型的多铁材料,由于其在室温下同时具有电有序和磁有序而引起了人们的极大兴趣。BiFeO₃的晶体结构属于R3c空间群,晶格常数为ar=5.634 （?）和α_r=59.348°,室温下呈铁电有序（居里温度约为850℃）和反铁磁有序（尼尔温度约为370℃）。目前对铁酸铋的研究存在以下问题:高极化强度的来源,磁电效应和结构的作用关系等,在制备方法方面主要有制备方法复杂以及纯相不易获得等。而溶胶凝胶法以其工艺简单,制备材料均匀,成分容易控制等优点,在铁电材料制备方面具有很大的优势,是一种非常有用的方法。采用溶胶凝胶法制备BiFeO₃材料,应该可以得到比较理想的结果。本论文用溶胶凝胶法成功合成了BiFeO₃粉末和薄膜,并采用X射线衍射（XRD）、X光电子能谱（XPS）、热分析系统（TG-DTA）、扫描电子显微镜（SEM）、拉曼光谱仪（Raman spectroscopy）和扫描隧道显微镜（STM）对样品进行了表征,详细研究了样品的结构及部分物化性能。论文的主要工作包含以下三个方面:1. BiFeO₃粉末的溶胶凝胶法制备和结构研究采用溶胶凝胶法制备了BiFeO₃粉末,研究了不同条件（温度及稀硝酸含量）对样品的影响,优化了制备条件,得到单一相的BiFeO₃粉末。XRD结果显示粉末为菱形扭曲的钙钛矿结构,晶格常数为ar=5.6107 （?）和αr=59.478°。采用变温XRD表征了其结构稳定性,结果表明粉末晶格常数随温度升高逐渐增大,呈现正的热膨胀性质(线性热膨胀系数α=1.1327×10^-5/℃)。2. BiFeO₃粉末的物理化学性质研究XPS研究结果显示样品中不存在Fe2+离子,为单一的BiFeO₃相。根据TG-DTA可知粉末相变温度为837℃附近。同时对粉末进行了拉曼光谱表征,拉曼峰分别位于168 cm^-1, 261 cm^-1, 477 cm^-1 and 520 cm^-1附近,谱线中峰形相对较宽。根据XRD数据对R3c群粉末的菱形晶胞进行了理论模拟,得出了计算结果以及实验和计算结果的差异,给出了精修后的晶体结构参数,结果发现原子位置,晶格参数和原子间距有一定的扭曲。3.用溶胶凝胶法在硅基底上制备BiFeO₃薄膜及其表征用溶胶凝胶法在硅基底上制备了BiFeO₃薄膜,优化了制膜条件。并用XRD、SEM和AFM进行了表征。结果表明薄膜为纯相的BiFeO₃,并且表面平整、致密,具有较好的结晶性。