多铁性材料的研究是材料科学及凝聚态物理中的一个新的领域，蕴含着丰富的材料科学与物理研究课题。多铁性材料中存在自发的铁电有序和磁性有序的耦合作用,也就是磁电耦合效应（ME）。这种磁电耦合作用为磁有序和铁电有序之间相互调控的实现提供了无限的可能，因此被认为在信息存储、集成电路、磁传感器以及自旋电子器件等方面有诱人的应用前景。在本就稀少的多铁性材料中，BiFeO₃由于在室温以上同时存在铁电性（Tc=1100K）和反铁磁性（TN=650K）引起了人们的极大兴趣。然而，BiFeO₃中的铁磁性和铁电性来源于不同的离子。另外，纯相BiFeO₃中的铁磁性十分微弱，而且BiFeO₃陶瓷粉体的制备过程会引入缺陷和杂质，这导致在纯相BiFeO₃陶瓷粉体中很难观测到好的电滞回线，这些限制条件阻碍我们在BiFeO₃粉体中观察到磁电耦合效应。因此，在本论文中，我们通过A位的离子掺杂观察BiFeO₃结构与性质的变化，从而探索其内部的磁、电结构以及多铁性材料特有的磁电耦合性能。另外，我们还初步探索其在电润湿显示器和吸附染料废水方面的应用，开拓BiFeO₃新的应用领域。我们以酒石酸为络合剂，通过酒石酸溶胶凝胶法制备出纯相的Bi_1.04-xBa_xFeO₃（x=0.10,0.20,0.30）。通过XRD和Raman测试结果，我们确定了Bi_1.04-xBa_xFeO₃的结构随着x的增大从三方相（R3c）结构转变为四方相（P4mm）结构。经过VSM磁性测试我们发现相比于其它两个样品，Bi_0.84Ba_0.2FeO₃样品的磁性最强（12kOe的磁场下达到1.6emu/g）。铁电性的测试结果表明随着x的增大，BiFeO₃块材的漏电流减小而电极化强度增大，Bi0.74Ba0.30FeO3饱和极化强度接近6.6μC/cm2。另外，基于Bi_0.84Ba_0.2FeO₃样品优良的铁磁性和铁电性，我们测试了其在不同电场下的磁滞回线，结果在Bi_0.84Ba_0.2FeO₃的样品中观察到清晰的磁电耦合现象。随着外加电场的增加Bi_0.84Ba_0.2FeO₃的饱和磁化强度逐步降低，磁电耦合系数α大约在1.5×10^-12s/m。为了探索BiFeO₃在电润湿显示技术方向上的应用价值，我们设计并搭建了电润湿显示单元，采用化学溶液沉积法制备出纯相的镨锰掺杂铁酸铋(Bi_0.86Pr_0.14)(Fe_0.95Mn_0.05)O₃（BPFMO）薄膜，并将这种典型多铁性材料作为介质层加入到电润湿显示单元中，不仅成功的控制了油滴的收缩和扩张，并且在整个实验过程中漏电流较小，油滴在11V的电压下就开始收缩，随着外加电压的增强油滴收缩面积逐步加大，在撤去电压后立即回复原状，表现良好的重复性，这说明掺杂BiFeO₃作为一种电介质材料具有良好的介电性能，这个性质应当为人们所重视。本实验为铁酸铋等多铁性材料在电润湿方向上的应用提供了初步的探索。为了研究多铁性材料BiFeO₃在染料吸附方向上的应用可能，我们通过酒石酸溶胶凝胶法和棉花模板法制备了纯相的无孔BiFeO₃和多孔BiFeO₃。我们首先对无孔BiFeO₃进行系统的吸附性能研究，结果发现在低温和pH=4的条件下，BiFeO₃表现出更好的吸附效果。我们进一步对比无孔BiFeO₃和多孔BiFeO₃在pH=4的条件下吸附染料罗丹明B（RHB）的吸附效果。实验发现，多孔BiFeO₃的吸附性能优于普通无孔的BiFeO₃。根据两种样品的结构形貌以及氮气吸附脱附结果，我们认为多孔BiFeO₃优秀的吸附效率来源于其中存在的管道和空腔结构产生的较高比表面积。另一方面，我们测试两种BiFeO₃样品吸附前后的结构和磁性，结果发现多孔BiFeO₃的磁性要高于普通无孔BiFeO₃，两种BiFeO₃样品在吸附前后的结构没有发生变化，磁性的变化较小。总而言之，棉花模板法制备的多孔BiFeO₃相比于普通无孔BiFeO₃具有更高的吸附效率、较强的铁磁性和稳定的化学性质，这些优异的性质对于吸附剂的回收再利用意义重大，本文为BiFeO₃在环境保护的领域中提供了新的应用前景。