中文摘要：

多铁材料不但具备铁电、铁磁等性能，而且通过铁性耦合协同作用产生一些新的复合功能，在信息储存、自旋电子器件、磁传感器等方面具有巨大的应用前景，深受材料学家的广泛关注。本课题拟以BiFeO3-PbTiO3为研究载体，通过改变Bi、Fe位的组成元素，从微观结构上优化材料的多铁性能。利用原位变温中子粉末衍射和X-射线粉末衍射方法系统研究材料晶体结构、微观磁结构与多铁性及热膨胀性能关系，阐明多铁材料的磁电耦合机制以及负热膨胀机理；同时尝试不同的材料合成手段，优化材料的制备方法。本项研究对阐明多铁性机制和负热膨胀机理、促进多功能材料发展和优化合成方法具有重要意义。

结论摘要：

多铁材料不但具备铁电、铁磁等性能，而且通过铁性耦合协同作用产生一些新的复合功能，在信息储存、自旋电子器件、磁传感器等方面具有巨大的应用前景，深受材料学家的广泛关注。本项目利用固相合成法制备了系列BiFeO3样品；利用中子和X-射线粉末衍射方法系统研究材料微观晶体结构与磁结构；利用差热分析仪、铁电分析仪、超导量子磁强计等手段，研究了Bi、Fe位元素替代对材料的相变温度、铁电性和铁磁性等性能的影响。Bi0.9Pr0.1F0.9T0.1O3和BiFeO3中子衍射实验结果表明，Ti元素替代Fe导致磁结构由G-型反铁磁螺旋结构转变为线性G-型反铁磁结构，进而导致Bi0.9Pr0.1F0.9T0.1O3铁磁性增强。