随着半导体工艺特征尺寸的不断缩小,器件的量子效应会变得显著,传统的平面半导体材料及器件受到挑战,在此背景下,电子自旋科学成为一个新的研究热点。铁电材料是一类新的功能材料,其自发极化方向受外电场改变而改变,因为其很多有趣的性能而不断受到广大科研工作者的关注。RE FeO3及RE Fe2O4 (RE=rare earth)是最近比较热门的新型铁电体材料,这类材料往往同时兼具铁电性和铁磁性,由于性能受化学组成,晶体结构等影响,而表现出丰富的电、光、磁等特性,具有十分广阔的潜在应用价值。LuFe2O4(LuFeO3)n(n=1)以及LuFeO3就是这类典型材料之一,研究LuFe2O4 (LuFeO3)n (n=1)以及LuFeO3的相关性能引起了广大科学研究工作者的浓厚兴趣。本论文采用溶胶凝胶法、高温烧结法、脉冲激光沉积法等方法制备LuFe2O4 (LuFeO3)n (n=1)以及LuFeO3材料,并通过XRD、AFM、PL等仪器分析了所制备材料的结构,形貌等性能,并取得了如下成果：(1)采用液相沉积法制备LuFeO3电介质材料粉体的前驱体,并使用固态高温烧结法在850-1200度下制备LuFeO3粉体材料,制备的样品在室温中均表现出铁磁性,在1200度下烧结的样品的饱和磁化强度最大。通过对样品进行XRD测试,可以得出：在850度时,LuFeO3材料已经结晶,当烧结温度达到1200度时,会产生新相Lu3Fe5O12。2.对样品进行磁学测试,可以发现,制备样品在室温下都可以测到完整的M-H曲线,在1200度制备的样品,其饱和磁化强度取得最大值,在950℃烧结的样品的饱和磁化强度最小,从850度到900度,制备的样品饱和磁化强度有略微的上升,而从900到950度,饱和磁化强度却突然下降,这可能和制备样品的晶粒大小有关。所测得样品的M-H曲线均较窄,显示磁损较小(2)采用溶胶-凝胶法在硅衬底上制备电子型铁电体LuFe2O4 (LuFeO3)n(n=1)薄膜材料。对薄膜的结构及介电性能测试显示：1.在Si衬底上制备LuFe2O4 (LuFeO3)n(n=1)薄膜,最适宜的退火温度为800度。2.以LNO(LaNiO3)作为缓冲层,有促进择优取向的作用。3.掺入杂质后,薄膜样品的电容值随着外加场强改变没有发生明显改变。这可能和电子型铁电体铁电性的来源有关。掺入1% Mn原子的薄膜具有更小的介电常数；掺入1% Ni的薄膜在低频段有很明显的介电耗散。4.薄膜的介电常数随外加电压变化并不随掺入Mn的量增加而呈线性增加,而是先增大后减小,掺入3% Mn原子的薄膜取得最大值。介电损耗值Tanδ随着掺入Mn原子的浓度增大而增大,但是Tanδ在掺杂浓度3%-5%区域保持稳定。薄膜样品介电常数随测试频率升高而不断减少,其中掺入3% Mn的薄膜介电常数值最大。介电损耗值大致都呈现随测试频率增加先降低而后上升的过程,对于掺杂浓度在3%以上的薄膜样品,其电介质损耗以极化损耗为主。在高频区域,掺入10% Mn原子的薄膜的介电损耗要低于掺入3%以及5% Mn原子的薄膜。5.通过薄膜的反射光谱大致推测出材料的禁带宽度在4.451 ev左右,对此材料进行Mn掺杂并没有明显改变其禁带宽度,对介质的折射率也没有大的影响。在薄膜样品的PL谱线中,可以观测到一个位于756 nm左右的峰,对应于能量1.64 ev。在纯薄膜样品中还可以发现一个位于550 nm的峰,这个峰随着薄膜掺入Mn杂质而消失。推测位于756nm的峰不是材料禁带宽度对应的本征发射峰,而来自于材料的杂质能级到价带的跃迁；在550 nm的峰是由于氧空位等缺陷在材料的禁带中引入施主能级而产生的。(3)采用固态高温烧结法在1200度下烧结制备LuFeO3靶材,并采用脉冲激光沉积法在硅衬底上制备LuFeO3薄膜材料,退火温度为700度。通过对样品做XRD测试发现,普通硅片表面制备的薄膜材料结晶很不明显,而如果在Si片表面预先生长一层LaNiO3,使用PLD方法可以制备出C轴取向非常好的薄膜。