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磁电多铁性材料具丰富的物理内涵和有潜在的应用前景,近年来吸引了众多科研工作者的极大关注。当前对这类材料的研究主要集中在新材料开发、物理性能、磁电耦合效应和多铁性产生机制等内容上。针对这些热点问题,本文主要开展如下方面的工作:一、成功制备了新型无铅纳/微米颗粒复合的多铁性磁电材料,其名义配比为xCoFe2O4-(1-x)[0.948(K0.5Na0.5)NbO3-0.052LiSbO3](xCFO/(1-x)(KNN-LS))(x=0.15,0.3,0.4,0.5,0.65),属0-3颗粒复合型结构。系统研究了不同铁磁相比例x对磁特性和磁电耦合效应的影响。结果表明,在高频下介电常数随铁磁相的比例x的增大而迅速减小,而介质损耗因数表现出相反的变化行为;压电常数和电阻率都随着x的增大而减小;饱和磁化强度(Ms)和剩余磁化强度(Mr)随着x的增大而呈现出线性增加;在低的偏置磁场下,磁电电压系数αE随磁场的增加而增大,在x=0.4附近出现一最大的的峰值αE,此后磁电电压系数α随偏置磁场的进一步增加则逐渐减小,在x=0.4附近所对应的峰值磁电电压系数αE=15.01 mV·cm-1·Oe-1,该值是目前为止人们所发现的诸多无铅无毒磁电复合材料中最好的结果之一。二、以上述结果为基础,在不同电场和磁场诱导下,详细研究了具有最大磁电电压系数αE的0-3型0.4CFO/0.6KNN-LS样品的介电响应和磁电耦合效应。结果表明,在直流偏置电场和磁场的作用下,样品的介电性质产生了明显的变化。实验给出在直流偏置电场为2kV/cm时,介电调谐率值可高达3.35%;在磁场为7T时,得到磁介电变化率MD的值为3.99%;并在这种0-3型复合多铁性材料中发现了大的正、逆磁电耦合系数,在Hbias=2000 Oe偏置磁场和f=1kHz频率下,所测得样品具有最大的逆磁电耦合系数αCME =2.15×10-10s/m。三、以纳米颗粒Ni0.98Co0.02Fe2O作为铁磁相,铌酸钠钾基压电陶瓷作为铁电相,成功制备了纳米-微米尺度颗粒复合型0-3类多铁性磁电材料xNi0.98Co0.02Fe2O4-(1-x)[0.948(K0.5Na0.5)NbO3-0.052LiSbO3](xNCF-(1-x)KNN-LS)(x=0.15,0.3,0.4,0.5),分析了样品的结构特征,系统研究了铁磁相含量对材料的结构、介电性能、磁性能、铁电性能以及磁电耦合效应的影响。结果表明,低频下的介电展现频散现象,相对介电常数值εr的值随着NCF的含量(x)的增加而减小;饱和磁化强度(Ms)和剩余磁化强度(Mr)随x的增大而呈现出线性增加;研究了室温下样品的正、逆磁电耦合,并发现x对其影响很大。并测得在低频率1kHz和低磁场下有最大的磁电电压系数12.2 mV·cm-1·Oe-1和最大的逆磁电耦合系数值约为3.2×10-10s/m。这个值在无铅无毒的颗粒复合型多铁性材料中是很大的。四、首次在c轴织构化的NiW导电基片上,采用脉冲激光沉积技术成功生长了KNN-CFO-KNN三层多铁性磁电复合薄膜,系统研究了复合膜的磁介电性能和正磁电耦合效应。结果表明,薄膜的介质损耗因数小,铁电性能较比颗粒复合型的有了很大的提高;介电常数随直流偏置电压变化明显,在薄膜样品上只需加偏压0.8V,在频率20 kHz时具有最大的调谐率值2.1%和较大的FOM值89.8;复合薄膜磁电电压系数随频率变化显示在频率800 Hz和48 kHz附近出现两个峰值。在48 kHz时磁电电压系数具有最大值αDME=1013.9 mV·cm-1·Oe-1,该值远远大于颗粒复合型体材料的αDME。五、采用脉冲激光沉积技术,在SrTiO3(110)基片上成功的外延生长了正交结构的Dy0.9Ni0.1MnO3薄膜。测试了单相薄膜样品的铁电和磁性能、直流偏置电场诱导的介电特性和磁介电效应。结果表明,Dy0.9Ni0.1MnO3薄膜在室温下呈现铁电性,且剩余极化强度高达0.49μC/cm2;在低温下M-H曲线表现出明显的磁滞现象;在电场和磁场诱导下,介电常数具有典型的频率依赖性,在200 kHz频率下最大的调谐率值为6.4%;研究发现薄膜样品在不同温度下存在很大的磁介电效应,实验给出在温度225K附近外加磁场为5.0T时Dy0.9Ni0.1MnO3薄膜具有有最大的磁介电率MDmax=46.4%。