多铁性材料是指同时具有两个及以上铁性序参量的材料,铁性序参量主要包括铁电、铁磁（反铁磁）、铁弹性等。共存的铁性序参量之间还存在相互耦合效应,最常见的就是铁电与磁性的耦合效应,这赋予了铁电材料很多新奇的物理性能,并极大地激发了广大研究人员的兴趣。铁酸铋（BiFeO₃,BFO）是多铁性材料的典型代表,其反铁磁奈尔温度（T_N～370℃）与铁电居里温度（T_C～830℃）均远高于室温。这为下一代小型化记忆储存装置的研发提供了实际可行的研究道路,但BFO材料固有的伴生相、绝缘性差、Fe变价、损耗高、退极化等不利因素阻碍了其应用在新型器件领域。本文采用溶胶凝胶法制备了纳米级BFO粉体,在Fe位进行了Al掺杂,采用两步烧结法（Two step sintering,TSS）将粉体制备成块体,最后通过优化工艺参数制备了BFO旋涂膜。并且研究了这些样品的物相形貌以及物理性能,主要工作内容如下:（1）通过溶胶凝胶法制备出纳米级Bi Fe_1-xAl_xO₃（x=0,0.02,0.04,0.06,0.08）粉体,研究了Al掺杂对其结构形貌与光学性能的影响。Bi Fe_1-xAl_xO₃粉体属于菱形钙钛矿结构,其空间群为R3c。TEM发现BFO粉体晶粒尺寸约68 nm,粉体大多为球状颗粒,同时发现发现极少数呈棒状。HR-TEM表明Al成功掺杂进入BFO晶格中,表现为晶面面间距减小。同时Bi Fe_1-xAl_xO₃粉体的紫外-可见光分析表明Al掺杂会导致光谱发生了蓝移,这可能是由于Burstein-Moss效应,Bi Fe_1-xAl_xO₃粉体的禁带宽度（E_g）约1.85-2.05 e V。（2）采用两步烧结法制备Bi Fe_1-xAl_xO₃陶瓷,第一阶段设置为800℃/20 min,第二阶段设置为750℃/40 min。研究了Al掺杂对Bi Fe_1-xAl_xO₃陶瓷的结构与物理性能的影响,发现Al掺杂浓度较大时会导致Bi Fe_1-xAl_xO₃陶瓷产生大量杂相,这是由于过量的Al掺杂导致陶瓷在高温处理过程中发生分解(49 BiFeO₃→Bi₂₅Fe O₃₉+12 Bi₂Fe₄O₉),使得富铋区域出现液相(Bi₂₅Fe O₃₉),液相偏析的存在导致陶瓷的绝缘性增强,电阻率约10⁶Ω·m,比BFO陶瓷高2个数量级。适量的Al掺杂具有细化晶粒的作用,提高陶瓷的致密度,极大的改善了陶瓷的铁电性。Bi Fe_0.96Al_0.04O₃陶瓷的剩余极化2P_r约1.93μC/cm²。其后通过优化保温时间,研究了保温时间对Bi Fe_0.96Al_0.04O₃陶瓷的影响,从形貌、成分、电学性质等方面进行了系统的研究,调整保温时间可以调控晶粒提高陶瓷的致密性,进而改善BiFeO₃绝缘性差的问题。第一阶段设置为800℃保温15 min与30 min的Bi Fe_0.96Al_0.04O₃陶瓷的铁电性进一步提高2P_r约3.5μC/cm²。（3）通过改变旋涂层数（厚度）、退火温度、溶剂研究了BiFeO₃旋涂薄膜的制备工艺。以乙二醇甲醚与冰醋酸为溶剂旋涂14层,然后于550℃退火30 min制备的BFO薄膜具有最大的剩余极化。采用最佳工艺制备了BiFeO₃与Bi Fe_0.96Al_0.04O₃的薄膜,极大的提高了Bi Fe_0.96Al_0.04O₃薄膜的铁电性（2P_r～110μC/cm²）。从形貌、成分、结构以及物理性能等方面对两种溶剂制备的BiFeO₃与Bi Fe_0.96Al_0.04O₃薄膜进行了系统的研究,发现两种溶剂都可以制备出纯相的Bi Fe_0.96Al_0.04O₃薄膜。紫外-可见光分析表明Bi Fe_0.96Al_0.04O₃薄膜的E_g均低于BiFeO₃薄膜,拓宽了薄膜对可见光的吸收范围。本文优化了陶瓷的烧结制度,TSS与Al掺杂可以显著提高陶瓷的绝缘性。然而过量的Al掺杂或高温处理时间较长容易引起液相偏析,这是难以制备出纯相Bi Fe_1-xAl_xO₃陶瓷的主要原因。800℃/15 min+750℃/60 min的Bi Fe_0.96Al_0.04O₃陶瓷的电阻率约5.19×10⁶Ω·m,2P_r～3.5μC/cm²。同时探究了旋涂薄膜的制备工艺,Bi Fe_0.96Al_0.04O₃薄膜由于Al掺杂导致一定的结构畸变,提高了铁电性并且缩短了欧姆接触导电机制到空间限制电荷导电机制的过渡期。