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铋层状及其共生结构是一类重要的层状共生结构，同时是铁电、光催化、离子导体等领域中重要一族，近年来又在多铁和铁电光伏领域开始受到关注。同时，大量研究显示，铋层状材料聚集了共生材料中关于有序-无序的各类现象，因此，该结构是研究共生结构有序-无序问题的经典体系。立足于此，本论文在结合新型共生铋层状结构设计的同时，以BTN2BiT1作为切入点对其结构中的有序-无序现象展开系统研究;同时，将相关理论思想拓展到其它非1∶1体系共生结构的设计制备中，实现反应机制的对比研究以及新型共生结构的合成;最终，以性能为导向，对BiT1BTF1体系进行合成制备，并开展了相关的性能研究。论文主要研究内容和成果如下: 1.BTN2BiT1体系中的有序-无序现象 (1)推测出BTN2BiT1体系的热力学最稳态为长程有序的-223-结构，并成功制备出该结构单晶，对其畴结构进行了研究。 (2)解释了局部有序-长程无序共生结构的形成机理，发现共生结构之间自然的外延条件，以及生长界面附近液相成分的主动、被动变化是导致序列局域化以及结构长程无序化的根本原因。 (3)从衍射的运动学理论出发，确认该技术不适合用来判定局部有序的本质。结合统计方法和结构分析，确定L≧4是一个序列被完全确定为独立共生结构的判据。 2.新型非1∶1体系共生结构的制备-微结构-性能研究 (1)采用多次烧结对BTN2BiT1、BTN3BiT1、BTN1BiT2、BTN1BiT3等四个体系进行了制备，并推测出以上各体系热力学最稳态均为长程有序的共生结构。发现基元层适当的固溶对结构在烧结过程中保持预期的超结构框架有积极意义，过高或过低的固溶都不利于理想结构的合成，烧结温度的选择必须兼顾成分均匀扩散以及基元适当固溶的要求，同时粉体细化能够促进理想结构的形成。 (2)采用多次合成法首次成功制备出-233-结构陶瓷，其晶胞参数a=0.5433 nm,b=0.5398 nm, c=9.07 nm;居里温度为754℃，介于BiT和BTN1BiT1结构之间;室温Pr=13.4μC/cm2，Ec=89.4 kV/cm，其综合铁电性能优于-23-结构陶瓷;应变-电场蝶形曲线估算其d*33≈13.5 pm/V。 3.理想BiT1BTF1结构的制备及Nd掺杂对其性能的影响 (1)首次采用多次合成法成功制备出长程有序的BiT1BTF1（-34-）结构陶瓷，其晶胞参数为a=0.545nm，b=0.542nm, c=7.40nm;居里温度为741℃;具有一定的铁电性以及微弱的顺磁性;同时在其漫反射光谱中观察到三个明显的吸收边，对应光学带隙分别为2.23 eV，2.06 eV和0.88 eV，较低的带隙对其作为铁电光伏材料有积极意义。 (2) Nd掺杂会导致BiT1BTF1由正交相(x＜1.25)向赝四方相（x≧1.25）转变;同时，x=0.5～0.75之间结构参数和晶粒形貌的变化趋势均发生突变，说明Nd掺杂的位置在此附近发生变化。 (3) Nd掺杂能够对BiT1BTF1陶瓷的光吸收特性产生明显的调制作用。一方面从吸收强度上看，600～1100 nm的吸收带被明显抬高，x=0.75时达到400 nm附近吸收带的一半，说明近红外的吸收被显著增强。另一方面，BTF层中价带到Ti3d和Fe eg对应的吸收边明显红移，光学带隙分别在x=0.75、x=1.0时达到各自的最小值1.76 eV和1.59eV，该结果达到文献报道水平。