最近，随着晶体管缩小到量子尺度，传统半导体器件的继续集成化发展遇到了难以克服的瓶颈。因此，人们提出了一系列基于新材料、新设计和新特性的原型器件，希望获得新一代的功能器件。作为其中一个杰出备选，多铁隧道结由于同时具有可被外场操控的铁磁序和铁电序而备受关注。除了因为表现出共存的隧穿磁致电阻效应和隧穿电致电阻效应而能被用于多态存储器件，多铁隧道结还表现出界面磁电耦合效应，能够用于制作电场控制的自旋器件。由于其重要的学术价值和优秀的应用前景，人们在多铁隧道结方面开展了大量的实验工作。明确的四阻态效应和受电调控的自旋输运结果也证实了多铁隧道结的工作原理。但是，在己报道的多铁隧道结中，隧穿磁致电阻效应和隧穿电致电阻效应都较小，且只能在低温下实现。本论文主要关注这两个问题，希望提高隧穿磁致电阻效应和隧穿电致电阻效应，获得在室温就能够工作的多铁隧道结器件。　　 整篇论文分为六个章节。　　 在第一章中，我们首先介绍磁隧道结中自旋依赖的隧穿行为和铁电隧道结中与铁电相关的输运行为;然后讨论使用铁电势垒的磁隧道结，即多铁隧道结中的隧穿磁致电阻效应和隧穿电致电阻效应的共存。最后，我们简单回顾铁磁/铁电异质界面处的磁电耦合效应的几种机理。　　 在第二章中，为了确定我们在La0.7Sr0.3MnO3底电极上生长的(Ba，Sr)TiO3超薄膜在几个纳米是否还具有铁电性能，我们使用压电响应力显微镜对其进行了表征。我们发现SrTiO3(001)衬底上生长的BaTiO3薄膜具有初始向上的自发铁电极化，并对铁电畴的大小进行了研究，发现其尺度要小于50nm。另外，我们使用PFM铁电回滞测试功能，在最薄为2nm的BaTiO3薄膜中发现了铁电回滞，并在具有La0.7Sr0.3MnO3上电极的BaTiO3样品中观测到了铁电信号。最后，我们介绍了多铁隧道结的制备流程。　　 在第三章中，我们研究了La0.7Sr0.3MnO3/Ba0.95Sr0.05TiO3/La0.7Sr0.3MnO3//SrTiO3(001)多铁隧道结中的室温四阻态效应。其非线性的伏安特性和能被BDR模型拟合的微分电导说明隧穿输运的重要作用。我们得到了平行态、反平行态间转变陡峭的隧穿磁致电阻效应和与铁电势垒翻转有关的隧穿电致电阻效应。另外，我们还对纯BaTiO3为势垒的多铁隧道结进行了研究，同样得到了四重阻态转换，而且在低温下还能够表现出更为显著的TMR、TER效应;发现了5K下最高达到741％的TMR效应，获得了La0.7Sr0.3MnO3/BaTiO3界面高达0.89的自旋极化率。　　 在第四章中，利用La0.5Ca0.5MnO3/BaTiO3的界面磁电耦合效应，我们在La0.7Sr0.3MnO3/La0.5Ca0.5MnO3/BaTiO3/La0.7Sr0.3MnO3//SrTiO3(001)多铁隧道结中实现了高达10，000％的巨隧穿电致电阻效应。这种效应源自这层La0.5Ca0.5MnO3的插入。因为在不同铁电极化方向时，由于载流子浓度的变化，La0.5Ca0.5MnO3分别表现出铁磁金属态和反铁磁绝缘态，从而改变铁电隧道结的隧穿参数，可以增大不同铁电方向时的电阻差异，获得更高的隧穿电致电阻效应效应。另外，在这种具有独特设计的隧道结中，我们还同时获得了隧穿磁致电阻效应，实现了四重阻态的转换。　　 在第五章中，我们研究了La0.7Ca0.3MnO3/(Ba，Sr)TiO3/La0.7Ca0.3MnO3多铁隧道结中的四阻态效应。具有不同铁电极化方向的多铁隧道结所表现的伏安曲线回滞效应说明其中的隧穿电致电阻效应。我们还通过BDR公式拟合的隧穿参数得到了其能带结构。而磁阻曲线的扫描证明其中还具有隧穿磁致电阻效应。另外，我们发现，NdGaO3(110)衬底上的隧道结比SrTiO3(001)上的样品更导电，而氧气退火可以增加NdGaO3(110)衬底上的隧道结的结电阻。在最后，我们还在这种MFTJ中实现了电场辅助磁矩的扭转。　　 在第六章，我们在Nb掺杂的SrTiO3(001)衬底上生长了不同Sr掺杂的La2-xSrxCuO4(x=0.10、0.16、0.20)外延薄膜，研究了这种异质结在不同温度、磁场下的整流I-V特性，并成功使用场发射/热场发射隧穿模型对其电输运特性进行了描述。在La2-xSrxCuO4超导转变发生时，我们还观测到La2-xSrxCuO4/Nb∶SrTiO3异质结的结电阻（Rj)、开启电压（Vd)、隧穿输运参数(E00）的突然降低。通过分析，我们认为这种异常应该与LSCO薄膜的超导电性和LSCO/SNTO界面处的非均匀性有关。