随着电子器件集成化程度越来越高,人们期望器件小型化,材料性能的多功能化,对材料性能的研究已经深入到纳米尺寸。多铁性材料就是一种材料中同时具有两种或两种以上初级铁性体(如铁磁、铁电、铁旋、铁弹性)的功能材料,其材料中的磁和电之间存在相互作用,可以通过外加磁场控制电极化或通过外加电场控制磁化,为器件的设计提供一个新的自由度,从而能够促进微电子器件的多功能化、集成化、微型化,并为微电子技术和信息技术带来革命性的进步,因而受到广泛的关注和研究。同时,在多铁性材料中,包含了重要的科学内涵,它涉及过渡族金属氧化物,AB03钙钛矿结构的强关联体系等,以及白旋序、电荷序、轨道序、量子调控和畴工程学等多尺度问题,其独特的介电、压电、磁学,以及光学等性能也揭示了丰富的物理内涵,正成为当前非常热门的前沿研究领域,具有重大的应用价值和研究前景。本文对室温多铁材料BiFeO3及其固溶体做了如下几点工作：(1)为了研究BiFeO3与其固溶体,我们首先采用Pechini法制备了纯相的(Na,K)NbO3固溶体致密陶瓷,并分别研究了陶瓷的铁电、介电、压电等电学性能,获得了优异的铁电性能和压电性能,其中样品的剩余电极化强度可以达到16.9μC/cm2,而矫顽力(Ec)只有9.3kV/cm,压电常数d33值可以达到112pC/N-1,而介温曲线有明显的转变峰,陶瓷居里温度可以达到402℃。同时,样品的物理特性表现出明显的颗粒尺寸依赖特性,其居里温度、介电常数、铁电极化、压电常数都随着颗粒尺寸变化明显,我们讨论了颗粒尺寸对这些物理特性变化规律的本质。(2)我们采用Pechini法制备了(1-x)BiFeO3-xNaNbO3(0.10≤<x≤0.25)固溶体纯相致密陶瓷,研究了该体系的微结构、铁磁、铁电和介电性质。结果显示,x≤0.12时样品为单相的六方结构,而当0.15≤0.18时结构向正交结构转变,这期间为六方和正交混合结构,当x≥0.20时,样品表现为正交结构。而在样品中均观察到明显的铁磁性,其中x=0.15样品中铁磁性最强,矫顽力Hc可达到4300Oe,剩余磁化强度有0.15emu/g,而铁磁性在x≥0.20时逐渐消失,表现出线性磁滞回线。铁电性测量显示,固溶体的铁电性能较单相BiFe03铁电性能增强,在x=0.15样品中,矫顽力和极化强度可分别达到19.1kV/cm和2.37μC/cm2。而介电测量显示,固溶体中含有大量的空间电荷极化,其中x≤0.12时最明显,可能由氧空位、Bi空位引起。我们初步分析讨论了BiFeO3-NaNbO3固溶体中铁磁性的存在和铁电性能增强的起源。(3)我们采用Pechini法分别制备了(1-x)BiFeO3-xANbO3(A=K, Li;0.05≤x≤0.20)固溶体陶瓷,并研究了这些陶瓷的铁磁、铁电和介电性质。结果显示,该组固溶体中没有观察到铁磁性,磁滞回线表现为顺磁性或反铁磁性。而铁电性能也较单相陶瓷有所BiFeO3增强；介电性能测量显示,在x较小时,固溶体中含有一定的空间电荷极化。我们同时表征了BiFeO3-NaNbO3、BiFeO3-KNbO3两种固溶体的XPS性质,发现BiFeO3-NaNbO3含有大量的元素变价及其引起的氧空位,而BiFeO3-KNbO3中则无元素变价。我们综合讨论了BiFeO3-ANbO3(A=K, Na, Li)系列固溶体陶瓷中的铁磁性、铁电性增强的本质和起源。(4)针对(Na, K)NbO3固溶体陶瓷的优异电学性能,我们制备了(1-x)BiFe03-xNa0.5K0.5NbO3(0.06≤x≤0.18)固溶体陶瓷,并研究了陶瓷的微结构、铁磁性、铁电性及其磁电耦合特性。在x≤0.10时,样品都为六方结构,之后出现六方和正交混合结构,而x≥0.18时则全为正交结构,这与前两章的BiFeO3固溶体的结构转变结果是类似的。磁性结果显示,在x≤0.15样品中、,都有微弱的铁磁性,x=0.10时铁磁性最强,陶瓷的最大磁化强度和矫顽力分别达到0.43emu/g和3530Oe。陶瓷的铁电性能也较单相BiFeO3有所增强,电滞回线中显示的漏电流减小。同样分析了其中的增强的磁电性质本质。在该固溶体中,我们观察了陶瓷的磁电容效应,通过外加磁场观察磁电容变化的不同规律,试图发现其中本征的磁电耦合效应。