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磁电效应是指材料在外加电场中的磁化强度的改变，或在外加磁场中电极化强度的改变。单相磁电材料磁电系数特别低，同时使用温度远低于室温，因此很难获得实际应用。复合磁电材料的原理是：利用磁致伸缩效应和压电效应的乘积效应实现磁电效应。它的磁电系数比单相材料提高了100多倍，因此引起了人们的广泛关注。本论文的主要研究内容及结果包括：
1.对单相磁电材料的研究：
系统表征(1-x)Pb(Fe1/2Nb1/2)O3-xPbTiO3单晶的非线性电流-电压关系、介电及磁介电等性能。该材料表现出异常的巨介电行为及强烈的非线性电流—电压关系。通过对其缺陷机制的分析，确定该材料为n型铁电半导体材料。该材料也表现出明显的磁介电效应。这些性质和巨介电材料CaCu3Ti4O12非常类似。
2.对磁致伸缩/压电复合材料的研究：
研究了各种不同复合构型的磁电及逆磁电性能。磁致伸缩/压电/磁致伸缩L-T复合结构的磁电电压系数高达385mV/Oe，所需偏置磁场较小(250～600 Oe)，这种复合材料在磁敏传感器、高性能磁电换能器等器件中具有很好的应用前景。压电/磁致伸缩/压电结构的T-L复合材料的，其逆磁电系数高达105mGs/V，它在无线圈式电控磁力器件、电流电压变换器等器件中应用前景广阔。本论文中采用弹性力学方法及等效电路方法研究了磁电复合结构的理论模型。
3.设计了基于压电效应的其它复合原理的磁电材料：
通过压电效应与静磁库仑作用力效应之间的耦合，设计了永磁NdFeB/PMN-PT单晶复合结构。这种复合材料具有成本低，性能好，尺寸小，无需偏置磁场等优点，很有希望应用在磁传感器件中。
通过压电效应与洛伦兹力之间的耦合，设计了长条片Terfenol-D/PMN-PT以及铜环/PZT圆片磁电复合结构，能够线性地探测(0～1kOe)的直流磁场。同时它可以用来探测交流磁场。这种复合结构比传统的磁致伸缩/压电复合材料(仅探测交流磁场)具有更强的探测功能。
4.磁电复合材料的应用研究：
设计了小尺寸的磁敏传感器，在低频下，探测灵敏度达到～nT左右。磁场输入和电压输出之间呈现良好的线性关系。相比于传统的磁探测线圈传感器或者Hall效应磁传感器，这种新型磁敏传感器具有尺寸小，探测范围广，无能耗，灵敏度高，安全性高(无线圈，不易着火)等优点，在国防，医疗，信息技术，工业自动化等领域具有很好的应用前景。
基于磁电和逆磁电效应设计了其它新型器件，例如电控无线圈式磁力控制器件，新型电流/电压变换器等。采用磁电材料与压电变压器材料复合，设计出了具有超高磁电系数(～57，3V/Oe)的新型磁电复合结构，它可以用在高性能磁电换能器中。
总之，本论文系统研究了磁电复合材料的制备工艺以及相关器件的设计与性能表征。