多铁性材料是指同时具有铁磁性、铁电性、铁弹性中两种或两种以上性质的材料,而且这些性质之间具有交叉耦合。BiFeO3(BFO)是少数在室温下同时具有铁电性和G型反铁磁性的材料之一,其铁电有序居里温度和反铁磁有序奈尔温度分别为1103 K和643 K,均大幅超过室温,是目前研究最多的一种室温多铁性材料,在电场调控磁有序性这一研究方向上拥有广阔的应用前景。由于BFO是反铁磁性材料,其本身的磁电耦合能力较弱,人们一般会使用铁磁性材料与BFO的反铁磁性进行界面交换耦合,从而实现电场调控磁有序性。然而目前在这一结构中仍有许多问题需要解决,例如调控的强度、可逆性、BFO的漏电流等。本论文研究了BFO基多铁材料与铁磁性材料异质结界面处的交换耦合现象,试图构筑一种新型BFO基多铁性材料异质结,利用垂直电场实现室温下可逆、非易失、效应明显的磁有序性调控。最后,我们也在BFO基多铁性材料异质结中尝试了一种新的光调控磁有序性研究。本论文的主要研究内容包括：(1)脉冲激光沉积系统(PLD)的光路改造以及激光能量密度对BFO样品质量及交换偏置效应的影响研究。薄膜的质量和PLD的参数有重要的关系。为了能够优化BFO的生长条件以及定量测量激光能量密度,我们对光路做了改进,并对不同激光能量密度下制备的BFO薄膜做了测试,发现能量密度对样品质量和交换偏置效应有明显的影响。(2)多晶BFO与Co2Fe(Al0.5Si0.5)(CFAS)薄膜异质结界面的交换偏置研究。我们在铂金基片上生长了多晶BFO薄膜,使用Co基Heusler合金CFAS薄膜作为铁磁性层,将样品在150℃至500℃之间进行场冷退火,在400℃退火的样品中观测到最大的交换偏置,接近50 Oe。并发现晶胞的大小与退火温度有直接关系。(3)(111)取向的BFO/NiFe异质结中电场调控各向异性磁电阻(AMR)效应的研究。我们在(111)取向的基片上制备了SrTiO3(111) /SrRuO3/BFO/NiFe/Ta多层膜异质结,测试NiFe层的AMR效应。在BFO上施加调控电压后发现样品的AMR曲线的峰位发生了翻转,而施加反向电压后这种变化是多次可逆的。(4)结合应力工程,在BFO基异质结中实现了电场调控磁有序性。我们在压电性PMN-PT基底上外延生长BFO薄膜,对PMN-PT基底施加电场来调控BFO薄膜的内部应力,通过应力诱导BFO薄膜的反铁磁性发生改变,从而实现了可逆的电场调控交换偏置现象,交换偏置的改变量最高可达14Oe。(5)利用BFO的光致伸缩效应,实现了可重复、快速响应的光控电阻效应。我们将视野从电场调控BFO基异质结的磁有序性拓展到利用可见光照射样品来实现调控其磁有序性。实现了灵敏、可重复并有一定非易失性的光控电阻效应,发现了在光照下高达2%的电阻变化率,并通过一系列实验来排除其他可能性,基本确定了这一高电阻变化率是由BFO的光致伸缩效应导致的。