铁电磁性材料是一种因为结构参数有序而导致铁电性和磁性共存，并且具有磁电耦合性质的材料。近年来，一种新型的铁电磁材料铁酸铋引起了人们极大的关注。铁酸铋具有三方扭曲的钙钛矿结构，室温下同时具有两种结构有序，即铁电有序(Tc=810℃)和G型反铁磁有序(TN=380℃)，是少数室温下同时具有铁电性和磁性的单相铁磁电材料之一。铁酸铋可由电场产生磁场，同时磁场也可以诱发电极化，此性质被称为磁电效应。这种磁和电的相互控制在信息存储、自旋电子器件方面，磁传感器以及电容-电感一体化器件等方面都有着极其重要的应用前景，使其成为磁电材料的重要候选材料之一。　　 本论文以Fe(NO3)3·9H2O，Bi(NO3)3·5H2O为原料，冰醋酸和水的混合溶液为溶剂，柠檬酸为络合剂，柠檬酸与BiFeO3的摩尔比为1:1，采用溶胶-凝胶提拉法，在硅/玻璃基板上制备BiFeO3薄膜及其图案化，研究了工艺因素对制备BiFeO3薄膜的影响。并通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、扫描电子显微镜、金相显微镜、原子力显微镜、X射线能谱仪、X射线光电子能谱仪、差热/热重分析仪等，对所制备的BiFeO3薄膜的物相结构、微观形貌、化学成分以及相变过程等进行分析表征。同时，通过铁电测试仪、阻抗分析仪和振动样品磁强计测试BiFeO3薄膜样品的铁电性、介电性和磁性能。　　 1．研究了工艺因素，如前驱液浓度、加水量、退火温度和保温时间对制备BiFeO3薄膜的影响，得出以下结论：(1)前驱液浓度为0.3mol/L时，制备的薄膜物相较纯，表面平整光滑；当前驱液浓度小于0.3mol/L时，薄膜表面呈孤立的小岛；当前驱液浓度大于0.3mol/L时，薄膜表面粗糙度较大。(2)溶剂中随着含水量的减少，所得薄膜的物相纯度，表面平整度和致密度大大提高。(3)在400℃到600℃之间退火，随着温度的升高，各衍射峰的强度逐渐增大，晶粒发育趋于完全。在500℃退火所得薄膜为纯相BiFeO3，而且薄膜不含有裂纹，颗粒尺寸很均匀，平整度比较好。(4)保温时间从1h到5h，所得薄膜均为六方扭曲钙钛矿结构的BiFeO3薄膜，但随着时间的延长，各衍射峰强度逐渐增大，峰形更加尖锐。保温3h所得薄膜结晶颗粒明显增大，薄膜表面趋于更加平整。保温时间太短，所得薄膜表面有大量气孔。保温时间太久，所得薄膜的晶粒粘连在一起，呈不规则的形状，薄膜表面不太平整。　　 2．根据薄膜制备过程中得出的工艺条件，将溶胶-凝胶法和自组装单层膜技术相结合，制备图案化BiFeO3薄膜。在光掩膜的覆盖下，利用短波紫外光刻设备对沉积在(111)Si和玻璃基板表面的OTS-SAMs进行刻蚀，受紫外光照射的区域由于硅烷醇的形成，基体表面呈良好的亲水性；而未经紫外光照射的区域为烷基区域，基体表面呈现原有的疏水性，由此得到图案化的OTS-SAMs；采用溶胶-凝胶法在功能化的OTS-SAMs表面制备出了边缘轮廓清晰、宽度在200μm左右的六方扭曲钙钛矿结构的图案化BiFeO3薄膜。　　 3．BiFeO3薄膜的铁电性能测试结果显示，所得电滞回线有较好的对称性和饱和性。在385kV/cm的测试电场下，BiFeO3薄膜的剩余极化强度为0.17μC/cm2，饱和极化强度为3.8μC/cm2，矫顽场为19kV/cm。　　 4.BiFeO3薄膜的介电性能测试表明，当测试频率在140kHz以下时，BiFeO3薄膜的介电常数随频率变化较小，在250左右。当测试频率高于140kHz时，BiFeO3薄膜的介电常数随频率的增大而减小，当频率增大到1MHz时，介电常数降为127。而BiFeO3薄膜的介电损耗在整个测试频率范围内均小于1，具有较小的介电损耗。在10kHz以下时，随测试频率的增加，介电损耗急剧减小。在10kHz～100kHz之间，介电损耗随频率的变化较小，在0.1附近变化。当频率高于100kHz时，介电损耗显著增大。　　 5.BiFeO3薄膜的磁滞回线测试表明，BiFeO3薄膜呈非常窄的磁滞回线，薄膜样品的磁性比较弱，饱和磁化强度大约在5emu/cm2，而且由于噪声的缘故，使得磁滞回线呈锯齿状。