多铁材料中磁有序和铁电有序共存,通常具有磁电耦合效应,可以用磁场来调控电极化P,电场来调控磁矩M,这为磁性与电性调控提供了新的维度,可以利用这一特性制造下一代存储器。多铁材料中蕴含着很多深刻的物理机制,尤其是自旋结构诱导的多铁性材料引起了人们的广泛兴趣,是凝聚态物理领域研究的热点。从应用的角度来说,人们憧憬以多铁性材料为介质实现电写磁读的信息存储方式。磁记录读取速度快而写入慢,铁电记录读取复杂而写入快,如果采用多铁材料为记录存储介质,能够实现电写磁读,就会大大提高读写速度;同时利用电场来调控磁性,就可以在未来高密度信息存储技术中解决目前由电流写入而造成的焦耳热能耗问题。六角铁氧体是一类具有丰富物理性质与应用潜力的多铁性材料,本论文以Y型六角铁氧体和Z型六角铁氧体为主要研究对象。主要研究成果如下:1我们在Y型六角铁氧体Ba_0.4Sr_1.6Mg₂Fe₁₂O₂₂中报道了目前单相多铁材料中正逆磁电耦合系数的新世界记录,分别为33000 ps/m和32000 ps/m。通过对Ba_2-x-x Sr_x Mg₂Fe₁₂O₂₂（x=0.0,0.5,1.0,1.6）一系列Sr掺杂样品的磁性和中子衍射研究发现,Sr原子的掺入可以有效的调节磁结构的周期性和Fe-O-Fe的交换作用强度,从而诱导出巨大的磁电耦合系数。2我们研究了Ba_0.4Sr_1.6Mg₂Fe₁₂O₂₂中电场调控的类交换偏置效应。通过施加电场,可以使磁滞回线发生偏移,偏移场与外界施加的电场呈近似线性关系,理论分析发现这一效应可能来源于静电能的贡献。3分别研究了基于Z型六角铁氧体Sr₃Co₂Fe₂₄O₄₁和Y型六角铁氧体Ba_1.1Sr_0.9Co₂Fe₁₁AlO₂₂的非易失性存储器件。利用脉冲电场写入信息,读取磁电耦合系数的强度来获得二进制存储中的“0”“1”态,并且这种信息的存储方式是非易失性的。这一工作首次将单相材料应用于室温的信息功能器件中,为自旋诱导的单相多铁性材料的实际应用奠定了基础。