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多铁材料是一种典型的先进功能材料,因其同时存在铁电、铁磁和铁弹序,使得它蕴含非常丰富的多场耦合效应,如压电、压磁和磁电耦合效应等,同时纳米结构具有丰富的表界面效应和尺寸效应,具有许多不同于块体材料的优异性能,因而多铁纳米材料能使器件实现多功能化、集成化、微型化,给微电子技术和信息技术带来革命性的发展。同时,多铁材料在传感器、驱动器、转换器、衰减器、过滤器、场探针、存储器及微电子行业等具有广泛的应用前景。因为这些显著的特点,多铁材料是材料、物理和固体力学等领域中的重要研究方向,其中蕴含着丰富的材料科学、物理和力学等问题,引起了国内外广大科学工作者的关注。本论文率先采用溶胶-凝胶法制备了0.86BiTi0.1Fe0.8Mg0.1O3-0.14CaTiO3（BTFM-CTO）多铁性单晶外延薄膜;并对其阳离子位组分进行了调控,（1-x）BiTi（1-y）/2FeyMg（1-y）/2O3-（x）CaTiO3,x=0.14,0.18,0.22,0.26,0.30,y=0.8,研究表明:在x=0.22组分时,BTFM-CTO薄膜的压电响应相对而言最大;同时对新型多铁材料Ga Fe O3（GFO）进行掺杂调控,系统地探究了两个多铁材料体系薄膜的电、磁性能。本论文的研究内容包括以下三个方面:（1）率先采用溶胶凝胶法在掺铌的钛酸锶基底（NbSTO）上生长了0.86BiTi0.1Fe0.8Mg0.1O3-0.14CaTiO3多铁单晶外延薄膜,高倍断面的透射电镜（STEM）和倒易空间（RSM）分析表明薄膜具有单晶外延结构,材料具有优异的压电性能和弱铁磁性,磁电耦合性能相较于未调控的BiFeO3薄膜材料具有显著的提高。（2）由于晶格应变对薄膜材料的铁电性能影响较大,需要对（1-x）BiTi（1-y）/2FeyMg（1-y）/2O3-（x）CaTiO3进行阳离子位调控,以确定该材料体系最优的压电性能。实验表明BTFM-CTO体系在组分x=0.22具有相对而言最大的压电响应,接近准同型相界区域,STEM显示x=0.22组分的薄膜仍然表现出较好的外延特性,但是极化方向发生了明显的变化,为四方相和立方相共存。（3）基于溶胶凝胶法结合旋涂工艺对薄膜进行阳离子位调控,掺杂改性后的Ga0.97Zn0.03Fe0.97Ti0.03O3薄膜相对于GFO薄膜,其铁电性能并没有得到较大的改善,可能是由于薄膜的质量较差,薄膜材料的结构不致密,导致其漏电流较大,因而使其宏观和微观性能测试困难。