铁电材料具有可翻转的电极化性质,能用于非易失性存储器、电容器、传感器和执行器等多个领域。多铁材料将多个基本铁序集中到一个材料中,不仅同时具有铁电性、磁性等性质,还能互相耦合,有望实现新器件的新颖应用。传统的铁电或多铁材料主要是钙钛矿块体材料,比如典型的铁电材料Ba Ti O3,多铁材料Bi Fe O3,这些材料普遍带隙较大、迁移率低;而且它们的薄膜材料存在临界厚度效应,在应用于微型化和集成度越来越高要求的多功能器件时,是一个挑战。而低维（二维,一维和零维）材料由于天然的优势具有变革性的技术潜力,而且在低维材料中能实现超高密度的数据存储和多样化的多铁耦合,对于研究新一代磁电纳米器件具有重要的意义。最近理论和实验上的重大进展也为下一步的基础研究,或者高新技术研究指明了方向。在本文中,围绕铁电和多铁性这两个研究热点,我们进行了一系列室温稳定的铁电/多铁性研究,不仅有强磁电耦合的二维多铁材料,还有高存储密度和快写入速度的单分子铁电体设计。（1）具有多功能应用前景的铁电高迁移率半导体—钠铋双硫族化合物的研究。我们通过第一性原理计算,发现Na Bi S2和它的类似物Na Bi Se2具有大的电极化强度、适中的带隙和高的电子迁移率,但是它们铁电的翻转势垒小。我们通过应用一个小的拉伸应力或者离子掺杂的方式来增加结构的扭曲,不仅使铁电性质在室温下变得稳定,还可能会诱导出多铁性质。这类体系不仅能将非易失性存储和对信号的有效操控两个功能结合起来,还能满足理论上提出来的高效铁电光伏和热电的要求。（2）Cu Cr X2（X=S/Se）薄层中的二维室温多铁性和多种形式的磁电耦合。Cu Cr S2和Cu Cr Se2的超薄层（两层）是二维的室温多铁体,在这里垂直铁电性既不是由空的d壳层引起的,也不是由自旋驱动的,这恰好有可能回避了磁和铁电性内在的排斥和冲突问题。它们稳定的铁磁性是由于载流子浓度的增加和垂直极化造成的轨道移动。不同厚度的薄层也展现出不同的磁电耦合方式,这可用于高效的“电写+磁读”型非易失性存储器。（3）超高密度和超快速度非易失性存储的零维富勒烯铁电体/多铁体设计。基于极性功能化富勒烯,我们得到了一些具有较大磁矩和电偶极矩的零维铁电/多铁体。然后我们探索了它们的两种铁电翻转方式,得到的翻转势垒表明对于在室温下应用,这两种翻转方式都是可行的。而且与传统铁电存储器相比,它们具有分别高出2和3个数量级的高存储密度和快写入速度。我们的研究为探索非易失性存储的单分子铁电体开辟了新的途径。