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磁电功能材料是一类在信息存储、集成电路、磁传感器以及磁电子学等方面具有广泛应用的功能性材料，是今后最被看好和最具研究开发价值的材料之一。对这类材料的研究包含丰富的物理内涵，对于揭示结构、磁性和电性之间的相互关系，了解磁输运的本质，以及开发性能优异的功能材料，都具有重要意义。磁电功能材料已逐渐成为物理、化学、材料和信息学科相交叉的一个新兴的前沿领域。多铁性（multiferroic）材料是最近几年发展起来的一类磁电功能材料，它集铁磁性和铁电性于一体，并且两者存在耦合作用，这类材料为高密度存储、记忆等方面带来了新的发展机遇，引起了科研工作者的高度重视，这方面的研究正在不断深入，实验和理论方面的报道也在日益增多。2003年，J．Wang等人用PLD的方法在SrTiO3（100）面上外延生长了BiFeO3单晶膜，用实验验证了Hill等人提出的单斜相具有较大的自发极化作用的理论预测，并且得出BiFeO3晶胞参数微小的变化就会产生灵敏的极化响应的重要实验结果，这是从理论到应用迈出的重要一步。2004年，H．Zheng等人用PLD的方法在SrTiO3（001）面上生长了BaTiO3-CoFe2O4纳米结构，并测定这两种外延异质结构间的强的耦合常数，这是multiferroic效应在理论上又一重要突破。2004年，S-W．Cheong等人用熔融的方法生长了TbMn2O5单晶，实现了磁场控制的电极化翻转，可重复擦写并且写入后的极化不会消退。2004年，S．S．Wong等人用溶胶-凝胶模板的方法合成了BiFeO3的纳米管。2005年，J．Y．Dai等人用溶胶-凝胶模板的方法合成了BiFeO3的纳米管的阵列，EricaMontanari等人用高温高压的方法合成了BiMnO3陶瓷相。磁电阻材料主要侧重点在于通过两相复合提高室温低场磁电阻效应；多铁性磁电效应材料则主要通过形貌的控制和新相的合成来优化其性能。在这类无机功能材料的制备方面，还有许多问题有待解决。对于传统的高温固相反应，其耗能较高，产物易聚集，粒度不均匀，形貌很难控制，产物组分不均匀和多相性，容易得到非整数比产物，而无机功能材料的组成和形貌的均一性对其在磁学、电学和光学上的性质都用很大的影响。采用水热合成则可以避免这些缺点，从而为寻找材料结构与性能之间的规律提供准确的实验数据。有关水热制备的材料与传统制备的材料在性质上，尤其是在磁性方面存在哪些不同，原因何在等问题并没有详细研究过。水热合成不同于传统合成方法在于：传统的固相反应速率控制步骤是原子扩散，而水热反应是反应物在超临界体系中溶解／重结晶过程。这个过程有助于制备高结晶度、高纯度的无机化合物。我们用温和水热反应代替高温固相反应并探讨不同水热合成条件对产物形貌、结构和物性的影响。基于水热合成生长的无机晶体晶型比较完美，合成出的纳米材料形貌规则，且可控性好的优点，我们试图合成出具有形貌完美的无机晶体，制备出形貌可控的无机纳米材料，研究其形貌、结构与物性之间的关系，为理论研究奠定基础，为应用开发新的材料。为此，我们研究内容如下：1．采用溶剂热合成路线成功的制备了Co1-xFexS2（0≤x≤1）系列化合物，XRD分析显示制备的样品都是纯相，样品的结晶度随掺杂量的增加有减弱的趋势，制备的优化条件为乙醇作为反应溶剂，反应温度为180℃，反应时间为72h。铁掺杂量对Co1-xFexS2（0≤x≤1）系列样品的形貌影响较大。磁性测试表明样品具有较宽的铁磁和顺磁转变，磁场为5T下样品未达到饱和是样品颗粒较小的重要特征。2．采用温和水热路线成功制备了BiFeO3-δ纳米材料，XRD数据表明样品为纯相，没含有Fe2O3等杂质，样品微观呈梭形，长大约600nm，宽大约300nm，在高温煅烧和电子束轰击下样品表现非常稳定，XPS数据表明BiFeO3样品中Fe3+和Fe2+离子共存，煅烧后样品Fe3+和Fe2+离子摩尔比为增加，说明氧空位浓度减少，从而使材料的饱和磁化强度降低。实验结果表明采用低温水热法和传统固相法制备BiFeO3样品存在微妙的差别，如产物的微观结构、氧的空位浓度、结构扭曲和原子错位等。3．采用水热法成功的制备了Bi2Fe4O9系列样品，通过调整合成温度和碱度能很好地控制产物的形貌，在高碱度CnaOH=3.0 mol／L，Th=270℃的条件下，制备了高质量的形貌规则Bi2Fe4O9方块纳米结构，样品的择优生长取向可以通过调节碱度来控制，制备Bi2Fe4O9样品在低温下样品呈现出反铁磁有序。Raman结果表明采用不同温度制备Bi2Fe4O9样品存在结构扭曲和内应力等方面微妙的差别。4．采用水热法成功地制备了软铋矿Bi12Fe0.63O18.945晶体，优化了晶体生长条件，得出反应物硝酸铁和硝酸铋的配比为1、反应温度180℃、溶液pH≈8-12条件为晶体晶体生长的最佳条件，生长的晶体形状规则且表面光滑，且可以通过调节初始溶液pH值来控制晶体的大小。磁性分析显示样品在室温下为顺磁性。5．采用温和的水热方法通过调节反应物中MnCl2·4H2O和KMnO4的比例关系选择性地制备了多铁性样品TbMn2O5纳米棒和TbMnO3晶体；XRD实验数据表明两个样品均为纯相，并且结晶度较好；通过结构精修分别得到了两个样品精确的结晶学参数；采用Raman光谱表征了具有不同晶体结构的这两个化合物的晶格振动特征；采用XPS表征了样品中Mn的价态特征，化合物TbMn2O5中Mn为3＋／4＋混合价态，化合物TbMnO3中Mn价态为3＋。6．通过简单一步水热合成方法成功地合成出了具有可控形貌的单晶超微Bi2Mn4O10样品。所得产物质通过XRD、SEM、TEM、SAED、XPS和HRTEM等手段进行表征。Bi2Mn4O10样品的形貌主要受到前驱体和加热温度的影响。磁性表征显示Bi2Mn4O10样品的Neel温度TN为44K，在此条件下的有效顺磁磁矩时4.66μB。XPS和磁矩都表明Mn3+和Mn4+离子共存于Bi2Mn4O10样品中。