多铁性材料以及其所伴随的磁电耦合特性因在现代信息技术领域中展现出的低功耗、高密度、快速读写以及多功能性的愿景而备受科学家的关注。在长达一个世纪的探索和研究中,科学家们挖掘出一系列多铁材料的物理机制和逐渐建立了相应的磁电耦合效应理论,同时实验上也研制出各式各样的多铁材料以及复合结构。尤其是在单相多铁材料的研制领域,取得了前所未有的成就,发现了孤对电子机制,几何阻挫机制,电荷有序机制以及特殊磁有序致铁电机制等一系列新型机制。但上述机制导致的多铁磁电耦合效应或多或少存在一定局限,限制了其实际应用。在孤对电子机制等引起的单相多铁材料中,其铁电极化很强,但磁基态通常为反铁磁,宏观不呈现或者只表现为弱磁性;而在另一些由特殊的磁序产生的铁电性的多铁性材料中,其磁有序发生的温度常远低于室温,而伴随的铁电极化很弱。因此探求一种新的室温单相多铁机制并设计相应的材料体系成为多铁性材料研究领域的夙愿。本研究内容正由此而生。本研究致力于探索、挖掘一种区别于现有多铁性机制的新途径。在本研究中,将通过外延薄膜生长技术,在单一晶胞中实现铁电和磁性子晶格的理性化设计配比,从而实现多铁性共存。具体在研究中,我们选取了具有极大铁电极化和极高铁电居里温度的铁酸铋的孤对电子子晶格和具有高温强磁性的磁铁矿的磁性子晶格作为基础,以期达到室温下多铁性的共存。按照上述理念,并通过不懈的实验探索,我们成功研制出一种新型的室温多铁性铋铁氧薄膜材料。该新型室温多铁材料具有高达600 K的亚铁磁性和高于760 K的铁电极化。另外,我们通过多种途径测量和表征了进一步证实了该多铁材料的多铁特性,并结合第一性原理计算探索了该新型单相多铁材料的产生机理。本工作为人们实现室温下的磁电耦合效应提出了一个优越的材料平台以及一种新型的设计思路。