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由于其丰富的物理内涵与诱人的潜在应用,同时具有磁性与铁电性的多铁性材料正越来越受到广泛关注。本学位论文系统研究了LuFe2O4与LuFeO3基陶瓷的晶体结构、介电、铁电及磁学性能,并探讨其可能的多铁性机制,获得如下主要结论：采用真空反应烧结法可控制备出致密的单相LuFe2O4陶瓷,其在室温下为菱方结构,空间群是R3m。LuFe2O4陶瓷在175-275K间存在一个激活能为0.29eV的类Debye介电弛豫,可归结于Fe2+与Fe3+离子之间的电子涨落作用。LuFe2O4陶瓷的亚铁磁转变温度为250K,温度约216K时发生玻璃态转变。室温下存在的非线性磁滞回线说明LuFe2O4在奈耳温度以上存在一定的弱铁磁性。LuFe2O4陶瓷经磁化处理后的介电常数在室温附近有明显下降,显示了明显的磁介电效应。然而,由于漏电流较大,LuFe2O4陶瓷在室温下难以测出可信的电滞回线。通过Mg2+置换Fe2+得到LuFeMgO4,其晶体结构与LuFe2O4-一致。LuFeMgO4陶瓷的反铁磁转变温度为27K,远低于LuFe2O4的磁转变温度,这可归结为非磁性的Mg2+离子置换磁性的Fe2+离子后引起的磁稀释作用。在Fe-O双层中Fe和O原子为非完全共面排列,导致LuFeMgO4在10K时出现宏观净磁化。LuFeMgO4陶瓷在240-420K温度范围内存在一个明显的介电弛豫,主要源于Fe2+与Fe3+离子之间的电荷跃迁。由于Mg2+离子的存在阻碍了电子的传递,其激活能的值比LuFe2O4要略大。经氧气氛热处理后介电弛豫受到明显的抑制,表明氧空位对LuFeMgO4陶瓷的介电弛豫有非常重要的影响。通过Cu2+置换Fe2+得到LuFeCuO4,其晶体结构与LuFe2O4及LuFeMgO4类似。LuFeCuO4陶瓷在250-415K间存在一个明显的介电弛豫,其激活能为0.37eV,与LuFe2O4及LuFeMgO4中介电弛豫的激活能较为接近,说明Fe3+/Fe2+及Fe3+/Cu2+离子之间的有序作用对LuFeCuO4的介电行为有重要影响。在LuFe2O4、 LuFeCuO4及LuFeMgO4中,随着二价离子自旋磁矩的降低,磁转变温度逐渐下降,在LuFeCuO4陶瓷中,其反铁磁转变温度为57K。与LuFe2O4相比,LuFeCuCU陶瓷剩余极化较弱,表明Cu2+离子抑制了体系的铁电性。在室温下,LuFeCuO4陶瓷具有显著的磁介电效应,在磁场12kOe,频率10kHz下介电常数变化～7%。LuFeO3在室温下为正交扭转的钙钛矿结构,空间群为Pbnm。LuFeO3陶瓷在140-250K及350-500K温度范围内存在两个明显的类Debye介电弛豫,其激活能分别为0.21eV及0.76eV。低温介电弛豫可能源自体系中Fe2+和Fe3+离子之间的电荷跃迁,而高温介电弛豫则与氧空位等缺陷密切相关。LuFeO3陶瓷的反铁磁转变温度为628K,低于该温度时可观测到弱铁磁性的存在,这是由于Fe自旋结构的排列存在一定的倾斜。在室温下,LuFeO3陶瓷具有明显的电滞回线,且其电极化在经过磁化处理后有明显的增大,表明磁性与铁电性之间可能存在耦合作用。室温下可观察到LuFeO3陶瓷中微弱的磁介电效应,进一步说明了其多铁性的存在。LuFe0.95Mn0.05O3陶瓷在室温下的晶体结构与LuFeO3一致。在360-530间存在与LuFeO3中的高温介电弛豫相似的介电弛豫,主要源自氧空位的贡献。与LuFeO3相比,LuFe0.95Mn0.05O3陶瓷在室温下的铁电性有一定程度的削弱,说明了Fe2+和Fe3+电荷有序对LuFeO3铁电性的贡献以及Mn置换对电荷有序的破坏作用。LuFe0.95Mn0.05O5陶瓷的反铁磁转变温度为601K,比LuFeO3略低,这是由于Mn3+-O-Mn3+以及Fe3+-O-Mn3+反铁磁交换作用比Fe3+-O-Fe3+交换作用弱。低温下,具有强各向异性能的Mn3+离子对体系的磁各向异性占主导作用,导致LuFe0.95Mn0.05O3在温度约108K时发生自旋重取向。