铜铁矿材料CuFeO₂以其独特的磁结构和强磁电耦合效应成为当今多铁材料领域的研究热点之一。但其铁电性弱,电磁调控物理机制尚不明朗,因此仍需进一步探索。本文采用固相法制备了多种离子掺杂CuFeO₂基陶瓷系列样品;利用X射线光电子能谱、拉曼光谱、正电子湮没谱等技术研究了掺杂离子占位和特性对CuFeO₂材料微观结构和缺陷的影响特征,进而研究CuFeO₂体系微结构和磁学性能、电学性能、光学性能之间的关联规律,因而具有一定的理论意义和实际应用价值。本文通过Fe位离子(Zr⁴⁺、Mn⁴⁺)掺杂,Cu位离子(Li⁺、Ca²⁺/Sr²⁺/Ba²⁺)掺杂,得到了4个CuFeO₂体系的实验材料。系统研究了掺杂离子浓度、尺寸、价态、磁性以及占位等因素对CuFeO₂体系微结构等的影响,探讨了体系微结构和其物性之间的内在关联。得到以下主要结论:（1）无磁性过渡金属Zr⁴⁺离子Fe位掺杂对CuFeO₂微结构和磁性能的影响。实验结果显示,Zr⁴⁺掺杂抑制了晶粒生长,影响了体系（Fe,Zr）-O键的振动和极化强度;同时降低了体系内部缺陷尺寸,但增加了缺陷浓度;Zr⁴⁺掺杂破坏了低温下体系内部反铁磁相的稳定性,进而导致了磁转变温度向低温区移动。研究认为,Zr⁴⁺离子掺杂引起的晶格畸变、缺陷演化和杂相均会影响CuFeO₂体系磁行为。（2）磁性过渡金属Mn⁴⁺离子Fe位掺杂对CuFeO₂微结构和磁性能的影响。实验结果显示,在低浓度掺杂（x≤0.05）时,Mn⁴⁺离子能够有效进入CuFeO₂晶格,同时促进了晶粒生长;但是掺杂破坏了Fe³⁺和Mn⁴⁺离子价态的稳定性,使得体系中出现了Fe³⁺/Fe²⁺和Mn⁴⁺/Mn³⁺离子共存的现象;x≥0.05样品未观察到反铁磁转变温度T_N2,表明Mn⁴⁺离子掺杂抑制了低温下体系内四亚晶格反铁磁相（4SL）的形成。研究认为,Mn⁴⁺离子Fe位掺杂引起的晶粒尺寸和电荷补偿效应对CuFeO₂体系磁性能有重要影响。（3）碱金属Li⁺离子Cu位掺杂对CuFeO₂微结构和物理性能的影响。实验结果显示,Li⁺离子掺杂抑制了晶粒生长,并且对体系的空位型缺陷特征和完整晶格中正电子湮没位置的局域电子密度有较大影响;所有样品均表现出了巨介电性（>10⁴）和较低的损耗值,但掺杂降低CuFeO₂体系的介电性能;掺杂减小了CuFeO₂体系的光学带隙值;Li⁺离子掺杂未影响体系中的反铁磁相的稳定性,且提高了体系的磁性能。研究认为,Li⁺离子Cu位掺杂引起的晶格畸变、空位缺陷等微观结构变化对螺旋自旋调制结构产生抑制作用,进而影响了体系磁性能。（4）碱土离子(A²⁺=Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺)Cu位掺杂对CuFeO₂微结构和物理性能的影响。实验结果表明,较大尺寸A²⁺离子掺杂引起了CuFeO₂的晶格畸变,破坏了Fe³⁺离子价态稳定性,使得体系出现了Fe³⁺/Fe²⁺离子共存现象;A²⁺的掺杂降低了样品的致密性,但促进了晶粒生长,其中Ba掺杂CuFeO₂样品密度最大（5.376g/cm³）;大尺寸离子掺杂引起了体系中空位型缺陷尺寸、浓度增大和正电子湮没处周围化学环境的变化;掺杂破坏了体系低温下反铁磁相的稳定性,使磁转变温度向低温区移动。研究认为,A²⁺离子Cu位掺杂改变了体系阳离子空位浓度、内部的电子结构和体系的磁结构进而了影响体系的磁性能。本文通过不同晶位的离子掺杂,分析比对掺杂离子特性对CuFeO₂体系的晶体结构、微观形貌、电子结构、缺陷特征等微结构的影响规律,研究体系微结构变化对体系磁学性能、电学性能和光学性能的影响规律,为强关联电子多铁体系CuFeO₂的物性机理研究及应用提供了基础实验资料。尤其是本文创新性了引入了正电子湮没技术以探究CuFeO₂体系的微观缺陷演化特征及其与物理性能的关联特征。研究结果为CuFeO₂材料在光学、电学、磁电耦合器件领域的应用提供了实验数据和研究基础。