多铁材料是一类具有多功能物理性质的材料,在特定条件下同一材料内可以同时表现出铁电性和铁磁性,可以利用电场来调控材料内的磁场,反过来也可以用磁场来调控材料内的电场,这些优良的性质使得多铁材料在电子功能器件中具有极大的应用潜力。BiFeO3可能是室温下存在的唯一能够同时具有较高的铁电居里温度和反铁磁奈尔温度的多铁材料,但是因为其内部存在磁性自旋螺旋结构使得室温下BiFeO3的磁性较小,极大的限制了它的应用。本论文结合BiFeO3的研究现状,运用第一性原理计算方法研究了不同掺杂条件下BiFeO3的电子结构和磁性,具体研究内容如下:1、采用氟离子掺杂BiFeO3中的氧离子,研究氟离子在不同掺杂位置和掺杂浓度掺杂时对BiFeO3电子结构和磁性的影响。2、阴阳离子共掺杂BiFeO3:(1)采用氟离子和碱土金属离子共掺杂BiFeO3,其中氟离子掺杂替代氧离子,碱土金属钙离子掺杂替代A位的铋离子,主要研究氟离子和钙离子共掺杂对BiFeO3电子结构和磁性的影响;(2)采用氟离子和稀土离子共掺杂BiFeO3,其中氟离子掺杂替代氧离子,同时稀土镧离子掺杂替代A位的铋离子,主要研究氟离子和镧离子共掺杂对BiFeO3电子结构和磁性的影响;(3)阴离子和3d过渡金属离子共掺杂BiFeO3,采用氟离子和过渡金属离子共掺杂BiFeO3,其中氟掺杂替代氧离子,同时过渡金属钴离子掺杂替代B位的铁离子,主要研究氟离子和钴离子共掺杂对BiFeO3电子结构和磁性的影响。3、第一性原理模拟不同反转情况下尖晶石型结构的铁酸锌(ZnFe2O4)的电子能量损失谱(Electron energy-loss spectroscopy),主要研究在不同反转度时铁酸锌的电子结构和磁性,以及相对应的电子能量损失谱,最后给出了不同反转度下铁酸锌电子能量损失谱的标准判据。