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单相磁电耦合材料由于其丰富的物理内涵以及潜在的应用前景，在过去的几十年里受到了广泛的关注。这类材料中自旋，电荷，轨道以及晶格自由度之间的耦合，不仅为人们深入地理解强关联电子体系的耦合机制提供了研究素材，也为发现新的物理现象提供了肥沃的土壤。 单相磁电耦合材料的研究是现代信息存储、探测处理技术不断扩展和深入的结果。同时具有电有序和磁有序且两者之间相互耦合的多功能材料，为新器件新功能的设计提供了可能性。磁有序和电有序耦合，有利于磁场控制电性，并且相反地可以利用电场操控磁性，从而使这种磁电耦合材料具有巨大的潜在应用价值。其中新型存储器就是磁电耦合材料的一个新的应用领域，如:利用磁电耦合材料中磁性和电极化共存，在单个器件中实现四态逻辑;利用磁电耦合材料电磁互控的特点可以设计用电的方式写入信息并用磁的方式读出信息的新型存储器等。这已经成为未来存储技术发展的趋势。基于这样的研究背景，我们在探索单相磁电耦合材料研究方面开展了一些工作，主要包含以下四个方面内容: 1.Co4Nb2O9中磁性、电性以及磁电耦合性能 采用固相烧结方法制备了多晶Co4Nb2O9样品并研究了该材料的磁性，电性以及两者之间的相互调控。Co4Nb2O9拥有与α-Al2O3相似的晶体结构，晶体结构空间反演对称。在磁有序温度以下，该材料中Co2+离子的磁矩沿c轴以↑↓↑↓（磁点群(3)m）的形式排列。由于该材料的晶体结构和磁结构在外加磁场环境中不再中心对称，那么就会出现磁场诱导的电极化。实验证明，反铁磁相变温度以下，Co4Nb2O9在磁场环境中确实存在电极化并且电极化随外加磁场增加而变大。另外，我们在该材料中还观察到了明显的电控磁现象。Co4Nb2O9中存在↑↓和↓↑两种不同的反铁磁畴，这两种反铁磁畴分别具有正负磁电耦合效应。在没有外加磁场的情况下，这两种反铁磁畴的数量是相同的，从而不对外表现出磁电效应。而有外加磁场施加在样品上时，两种反铁磁畴的数目不同，那么就会表现出磁电耦合效应。由于电有序和磁有序区域之间存在耦合，外加电场使电有序的区域重新排列时，磁性发生变化。 2.Cr2WO6中磁性、电性以及磁电耦合性能 采用固相烧结方法制备了Cr2WO6多晶样品并研究了该材料的磁性，电性以及磁场对电极化的调控。由于Cr2WO6的磁结构(↑↑↓↓)在磁场下非中心对称，且晶体学单胞和磁单胞一致，所以在磁有序温度以下会存在磁场诱导的电极化。实验表明，随着温度的降低，Cr2WO6会经历低维磁关联到低温共线磁有序相变，且在此相变温度处存在着磁致电极化。我们在观测到磁致电极化的同时，在介电温谱上也观察到了介电异常，且表现出巨大的磁介电效应。另外，磁场的增强加剧了自旋构型空间对称性的破坏，电极化也越来越大。Cr2WO6中存在着↑↓和↓↑两种反铁磁畴且它们对应着相反的磁电耦合系数。在没有外加磁场的作用下，两种反铁磁畴的数量相等，所以Cr2WO6不对外表现出磁电效应。但当样品经历了电磁场冷之后，Cr2WO6中两种反铁磁畴的数量不再相等，从而对外表现出电极化。 3.MnW1-xMoxO4(x=0，0.05，0.1，0.2)的磁性，铁电以及磁电耦合性能采用固相烧结的方法制备了一系列MnW1-xMoxO4(x=0，0.05，0.1，0.2)多晶样品并研究了其磁性，铁电性及两者之间的耦合性能。实验证明，从高温到低温，MnWO4分别经历顺电-铁电-顺电相。当掺杂量x为0.05时，螺旋磁结构(AF2相)诱导的铁电相部分延伸到公度共线反铁磁相(AF1相)。而当掺杂量x为0.1时，AF1相被完全抑制，在整个测量温区，材料都表现出铁电性。随着掺杂量越来越大，材料的电极化也越来越小。最后当掺杂量为0.2时，在仪器精确范围内，我们已经测量不到热释电流信号了。掺杂导致MnWO4铁电性变化的同时，样品的磁性也发生了变化。Mo掺杂MnWO4后，材料的磁性及反铁磁的相变温度都得到提高。我们认为，由于Mo6+离子的电负性比W6+离子的电负性小，掺杂之后Mn-Mn之间的交换作用就更强，所以磁相变温度会变高。另外，掺杂之后材料的磁性更容易被磁场调控，相应地，铁电极化也更容易被外磁场改变。 4.双钙钛矿Y2MnCrO6中的磁性，铁电性以及磁电耦合 采用固相烧结的方法制备了双钙钛矿材料Y2MnCrO6并对其晶体结构，磁性，铁电性及磁电耦合性能进行了研究。Rietveld粉末晶体结构精修结果证明Y2MnCrO6具有单斜的晶体对称性，这说明Mn3+和Cr3+离子是有序排列的。由于Y2MnCrO6拥有和Y2CoMnO6类似的晶体结构和磁化行为，我们认为Y2MnCrO6中存在↑↑↓↓磁结构。由于Y2MnCrO6中↑↑↓↓的磁结构破坏了空间对称性，所以该材料在低温会出现铁电极化。Y2MnCrO6中磁矩为↑↑和↓↓的磁畴不稳定，容易被外磁场驱动倾向平行的状态，那么空间破缺的程度即被减弱，铁电极化也就变弱。