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铁酸铋(BiFeO3)是目前已知的在室温下唯一可同时呈现铁电性和反铁磁性的单相多铁性磁电材料，但高的漏电流与弱磁性等问题严重阻碍了BiFeO3(BFO)材料的应用，如何优化其磁电性能以满足实际应用的需求，一直是BFO材料研究的重点之一。此外，BFO基异质结中存在的交换偏置效应和电致阻变效应等也使其在微电子存储器领域具有巨大的潜在应用价值，成为目前研究的热点。 本文重点开展了Ba、Cr共掺的BFO陶瓷与Bi0.8Ba0.2FeO3/La0.7Sr0.3MnO3异质结的制备及性能研究: 1.研究了Cr掺杂对Bi0.8Ba0.2FeO3陶瓷铁磁、铁电性质的优化作用，并从实验上直接观测到磁电耦合效应。 利用传统固相法合成了Bi0.8Ba0.2Fe1-xCrxO3(x=0，0.05，0.1)多铁性陶瓷。通过X-射线衍射分析发现，所有成分的陶瓷样品均呈现畸变的菱形钙钛矿结构。对磁滞回线和电滞回线的测量发现，通过Fe位Cr掺杂可实现对Bi0.8Ba0.2FeO3陶瓷磁性和铁电性的共同优化，Bi0.8Ba0.2Fe0.9Cr0.1O3陶瓷在室温下的剩余磁化强度（Mr）和剩余极化强度(Pr)值分别为0.5 emu/g和0.95μC/cm2，与Bi0.8Ba0.2FeO3陶瓷相比分别提高了1倍和8倍。经I-V曲线测试发现，随着Cr含量的增加，Bi0.8Ba0.2Fe1-xCrxO3样品的漏电流密度显著减小，其主要原因是Cr掺杂可有效降低氧空位含量。介电常数的低频色散性与介电损耗随着Cr原子的掺入量的增加也呈逐渐减少的趋势，这与取向偶极子的弛豫与载流子的传导有关。此外，通过对比样品磁化前后的电滞回线的差异，从实验上证实了Bi0.8Ba0.2Fe1-xCrxO3(x=0，0.05，0.1)多铁性陶瓷的磁电耦合特性。 2.采用脉冲激光沉积(PLD)方法制备了Bi0.8Ba0.2FeO3/La0.7Sr0.3MnO3（BBFO/LSMO）多铁性异质结，并借助于对其微观结构、磁性及电学性质的表征，探索了其交换偏置效应随加场方向与温度的变化关系，重点研究了铁磁层厚度等因素对交换偏置效应的影响作用。 利用脉冲激光沉积(PLD)方法，通过调节激光能量、激光频率、衬底温度、氧压、靶基距、沉积时间等工艺参数，在(100)取向的铝酸镧(LAO)单晶衬底上制备出了不同LSMO层厚度的BBFO/LSMO多铁性异质结。通过对LSMO厚度为10 nm的异质结的X射线衍射(XRD)分析表明，BBFO与LSMO薄膜均为钙钛矿结构，且异质结呈(00l)取向性生长。利用高分辨透射电镜(HRTEM)和能量色散X射线(EDX)分析发现，异质结两相界面清晰且具有良好的匹配度。通过测定不同温度的磁滞回线(M-H)发现，BBFO/LSMO多铁性异质结均表现出明显的交换偏置效应，并且交换偏置场（HEB）随温度的降低逐渐增大，这可能与异质结界面处电子轨道的重构和界面处自旋、轨道自由度之间的复杂的相互作用有关。通过磁滞回线(M-H)测量发现，随着LSMO层厚度的减小，HEB和矫顽场（HC）逐渐增大。此外，通过电滞回线测量发现，随着LSMO层厚度的增加，BBFO异质结电极化矫顽场（EC）减小，Pr增大，这可能与LSMO层和BBFO层之间的耦合作用减弱有关。 3.利用脉冲激光沉积和直流溅射法制备了Au/BFO/LSMO异质结，研究了其电致阻变效应，并对其漏电流机理进行了讨论。 首先，利用脉冲激光沉积与直流溅射相结合的办法，制备了Au/BBFO/LSMO异质结，通过在不同电压范围的I-V循环曲线和电滞回线的测定表明，此异质结具备良好的铁电性与电致阻变效应，且异质结的电致阻变效应与BBFO薄膜的铁电极化状态密切相关。通过拟合正向铁电极化状态的I-V曲线，发现异质结在高阻态和低阻态呈现不同的导电机制。这种导电机理的变化可能与铁电极化导致的铁电薄膜和电极界面处肖特基势垒的变化密切相关。