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作为一种同时具有室温铁电和反铁磁性的多铁性材料,铁酸铋（BiFeO3）近年来得到了广泛的关注,在自旋电子学、铁电/磁性数据存储系统、量子学电磁体和传感装置等方面显示出潜在的应用前景。尽管BiFeO3被认为是最具潜力的多铁性材料之一,但仍存在大的漏电流、小的磁化和极化强度等问题。由于漏电流太大,BiFeO3很难获得饱和的电滞回线和高的剩余极化强度,这涉及到氧缺陷的形成、Fe离子价态的涨落等因素。本论文通过对传统的固相反应法进行改良,制备出高纯度的BiFeO3基多铁性陶瓷;以陶瓷为靶材,利用脉冲激光沉积法,制备出纯相且具有室温铁磁性和铁电性的高度取向薄膜。分别采用稀土金属和3d过渡金属取代A位的Bi3+和B位的Fe3+,研究共掺杂离子的组合、浓度及价态对陶瓷和薄膜的微结构、漏电流、铁电、介电及铁磁性能的影响,并对畴结构进行观察与分析,获得了优化的工艺参数;探讨了此类材料中影响磁、电性能的相关机制,为器件的研制提供参考依据。主要研究结果如下:1、在传统固相反应法的基础上,对陶瓷制备工艺进行改良:一方面,通过添加过量的Bi2O3,抑制了Bi2Fe4O9杂质相的形成,另一方面,通过添加湿化学反应步骤,有效地去除了Bi25FeO40杂质相,获得了纯相BiFeO3陶瓷的制备工艺。2、对BiFeO3进行A/B位共掺杂,分别利用稀土金属和3d过渡金属取代Bi3+和Fe3+,尝试了Ca/Cr、Nd/Cr、La/Cr等共掺杂离子组合。结果表明,La/Cr共掺杂系列陶瓷中的杂质相明显减少,漏电和铁磁性能得到明显的改善。3、考虑到共掺杂涉及的离子种类较多,微结构和性能的变化较为复杂,因此为便于共掺杂样品的制备和研究,本论文首先制备了单一La掺杂的Bi1-x LaxFeO3（10 at%≤x≤20 at%）系列纯相陶瓷。在此基础上,通过工艺的微调,进一步制得了La/Cr共掺杂的Bi1-x LaxFe0.9Cr0.1O3（10 at%≤x≤20 at%）系列陶瓷。样品的相结构从菱方R3c晶系逐渐向三斜P1晶系转变。Fe离子以Fe2+/Fe3+的混合价态存在,Fe3+所占的比例随着La含量的增加而逐渐提高,意味着样品中的氧空位浓度减小,从而使漏电性能得到了明显的改善。晶格畸变和结构相变破坏了BiFeO3的螺旋摆线型磁结构,同时B位掺杂的Cr3+与Fe3+离子之间产生了以氧离子为媒介的铁磁超交换作用,使得样品的磁性能显著提高。4、以上述陶瓷为靶材,采用脉冲激光沉积（PLD）法,在Pt（111）/Ti/SiO2/Si衬底上制备了La/Cr共掺杂的Bi1-x LaxFe0.9Cr0.1O3（10 at%≤x≤20 at%）系列薄膜。通过改变溅射氧压、激光能量、激光频率、衬底温度和沉积时间等参数,获得了纯相共掺杂薄膜的生长条件。制得的薄膜沿（012）方向高度取向生长。通过La/Cr共掺杂对晶格畸变的促进、对氧空位的抑制、对螺旋摆线型磁结构的破坏以及对新的铁磁超交换机制的激发等多重作用,实现了薄膜漏电流的降低和饱和磁化强度的增强。当x=20 at%时,薄膜性能达到最优,具有最小的漏电流、最高的剩余极化强度、介电常数和饱和磁化强度。