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多铁性材料同时具有铁电、铁磁或铁弹等两种或两种以上的序参量，并且这两种铁性序参量之间的耦合将会为新型多功能器件的设计提供一个附加的自由度，因此它们在信息存储器、自旋电子器件及传感器等方面具有潜在的应用前景。然而，大多数单相材料显示了较低温度下的多铁性，并且磁转变温度与铁电转变温度之间巨大的差异是开发实际应用的多铁性材料的障碍之一。因此寻找和研究室温单相多铁性材料是目前凝聚态物理和材料科学领域研究的热点之一。 为了合成室温多铁性材料，人们进行了多方面尝试，其中对铁电材料进行磁性掺杂就是可能的有效方法之一。铋系层状结构的Bi4Ti3O12(BIT)材料，特别是Bi位La、Nd等掺杂的BIT材料是一种备受关注的高性能、无铅、无疲劳、大极化的铁电材料，能否通过磁性掺杂实现多铁性和磁电耦合，这无疑是值得期待的。因此，本论文着重对BIT材料进行了A、B位掺杂改性研究，并对其相关机理进行了探讨。主要成果如下: 1.研究了LaFeO3插入层对Bi4Ti3O12陶瓷多铁性能和介电性能的影响。结果表明:室温下BLTF陶瓷呈现出典型的铁电行为，在245kV/cm外加电场下其剩余极化(2Pr)约12.0μC/cm2;具有弱的铁磁行为，且随温度降低而增强，5K时饱和磁化强度（Ms）约1.2emu/g;620K铁磁居里温度附近出现了介电异常，表现出一种可能的磁电耦合行为。分析认为，较大的铁电极化来源于掺杂引起的结构畸变和较少的化学缺陷，而弱铁磁性来源于Fe-O团簇和Fe3+-Fe2+之间的铁磁相互作用。 2.研究了B位Fe/Co共掺对Bi4Ti3O12陶瓷多铁性能的影响。发现随掺杂量的增加，Bi4(Ti3-xFex/2Cox/2)O12(0≤x≤0.4)陶瓷的铁电居里温度(911.7-935.6K)逐渐降低;适量的Fe/Co共掺能够有效消除BIT陶瓷中室温铁电回线的老化现象，x=0.3的样品在190kV/cm电场下其2Pr值达到11.2μC/cm2;所有掺杂样品均出现铁磁—顺磁相变(171-222K)，M-T曲线显示典型的自旋玻璃行为;Fe/Co共掺成功在BIT陶瓷中引入了低温铁磁性，100K时x=0.3样品的剩余磁化强度（2Mr)最大约0.272emu/g。分析认为，铁电极化主要受品格畸变和晶粒尺寸的影响，而磁性则归因于近邻不等价的磁性离子之间铁磁双交换作用和近邻等价的磁性离子之间反铁磁超交换作用的共存和竞争。 3.研究了A、B位共掺对Bi4Ti3O12陶瓷磁、电性能的影响。A位离子选取La、Nd，B位离子选取Fe、Co，并分三个部分来展开研究:(1)B位不同磁性离子掺杂对BLT陶瓷性能的影响，B位分别是Fe、Co及Fe/Co离子共掺;(2)B位Fe/Co共掺比例对BLT陶瓷结构和性能的影响;(3)选择上述最佳Fe/Co共掺比例，考察将A位La离子替换为Nd离子所引起材料磁、电性能的变化。结果表明:A、B位共掺能够有效消除BIT陶瓷中室温铁电回线的老化现象。与B位Fe、Co掺杂的Bi3.25La0.75Ti3O12(BLT)及Fe/Co共掺的Bi3.15Nd0.85Ti3O12(BNT)陶瓷相比，B位Fe/Co掺杂量为0.25的BLT陶瓷同时实现了良好的室温铁电性和铁磁性。更重要的是，该陶瓷在磁转变温度和自旋玻璃冻结温度附近出现介电异常，呈现出磁电耦合行为，初步分析认为可能来源于磁相互作用对陶瓷中荷电缺陷（特别是氧空位）迁移的关联束缚作用。