在凝聚态物理中,多铁性材料凭借其广泛的应用一直是研究的热点。其中,铁酸铋(BiFeO3)凭借其优良的性能和丰富的物理性质,更是备受关注。它是目前为止唯一在室温以上同时表现出铁电性和磁性的铁电材料。但是BiFeO3也有明显的缺点,比如磁电耦合较弱等,而且实验上人们很难制备出高品质的陶瓷BiFeO3。因为薄膜样品具有优秀的铁电性能,以及其在信息存储领域的应用优势,近年来人们对于BiFeO3的关注大都集中在薄膜样品,对陶瓷样品的研究较少,具有好的铁电性能的陶瓷样品更是屈指可数。但是由于对材料压电性能的研究,大多数是基于陶瓷样品,所以本论文将关注的重点转移到陶瓷样品,目的是提高陶瓷样品的铁电性能、压电性能以及介电性能。本论文希望通过对样品制备条件的优化,从而有效提高BiFeO3陶瓷的基础电学性能,为BiFeO3陶瓷的研究工作贡献自己的绵薄之力。论文的框架主要分为以下几点:第一章是绪论部分。首先介绍了多铁材料以及钙钛矿结构。接着重点介绍了 BiFeO3的背景知识,主要包括其结构性能、前人的研究背景、一些主要的应用领域、常见的制备手段以及待解决的问题。在性能和背景这一块主要介绍了铁酸铋的铁电性能和压电性能的来源以及前人的研究成果。最后讨论了 BiFeO3的一些主要应用前景。第二章是实验仪器的介绍。主要介绍了论文中测量所使用的仪器与制备的方法。在样品制备中,利用了快速热压烧结的方法来制备铁酸铋陶瓷,同时也利用高分子辅助沉积的方法制备了其薄膜样品。在表征仪器上主要使用了 X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、压电力显微镜(PFM)、低温环境系统(PPMS)。同时介绍了铁电性能、压电性能和介电性能的测量。第三章对样品进行了系统的测试。通过对样品形貌的观察以及密度的对比,成功探索出高致密性样品的制备条件。通过铁电、介电以及压电的测量,成功筛选出具有良好性能的陶瓷材料。这些良好性能包括高的极化强度(P～45 μC/cm2),较好的压电系数(d33～55 pm/V)以及较好的介电性能。最后通过PFM的测量,样品展现出了丰富的畴结构。我们认为,样品产生优良性能的原因是在进行热压并施加直流电流的烧结过程中,样品本身具有一定的取向性,导致内部结构不再杂乱无章。第四章利用高分子辅助沉积(PAD)的方法,初步制备了 BiFeO3的外延薄膜。所制得的样品具有良好的表面平整度。同时也讨论了样品畴的性质,可以通过给样品施加一个电压使之产生一片畴区。第五章是对本文的总结和展望。通过对BiFeO3陶瓷和薄膜的研究,首先可以看到陶瓷样品可以具备良好的,堪比单晶样品的电学性能。其次,对BiFeO3薄膜的PAD制备方法的探索也为未来基于薄膜样品的研究提供了基础。这两项研究,也能为凝聚态物理中其他研究领域提供指导和帮助。