BiFeO3在室温下同时具有铁电性和磁性的单相多铁性材料，其在数据存储、传感器、光电器件、自旋电子器件等方面有非常广阔的应用前景，是当前凝聚态物理、材料学研究的热点。最近，在BFO中还发现了外延应力驱动的准同型相界（MPB）及在MPB区域优异的铁电、压电性能，引起了人们的极大兴趣。
多铁性畴是铁性材料的一个共同本质特性。铁性体的性能与畴结构及其动力学变化密切相关。块体BFO是菱方畸变钙钛矿结构，其极化在体对角线<111>方向，畴的构型有180°铁电畴，71°和109°铁电铁弹畴。利用透射电子显微镜（TEM）仔细研究了BFO外延薄膜的微观结构和电畴结构。主要结果有（1）发现在大晶格失配衬底上生长的BiFeO3薄膜，准一维夹持(TEM样品)和二维夹持状态下的应力松弛机制不同；（2）TEM中原位观察到BFO薄膜MC向MA的相转变，及与之相对应的分级纳米畴到布纹状畴的转变；（3）观察到了涡旋畴阵列和荷电畴壁共存的稳定畴结构。相关工作已在Appl. Phys. Lett.和J. Appl. Phys.上发表系列论文3篇，其中，发表在J. Appl. Phys. 111, 104117 (2012)上的论文被铁电物理领域的顶级专家瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的N. Setter 教授和A. K. Tagantsev教授发表在Nature Communications 4, 1808 (2013)上的论文正面引用。部分结果在两届集成铁电专业学术会议(ISIF 2011和ISIF 2012)上做口头报告，受到与会者的关注，而有关涡旋电畴的畴开关动力学的研究获得了国家自然科学基金的资助。
图(a)-(c)是生长在GdScO3单晶衬底上的BFO外延薄膜的109o畴的暗场TEM像和示意图。可观察到109o和180o畴((a)中的黄色箭头标示了铁电极化方向)、衬底和薄膜界面处的涡旋畴阵列((b)中黑箭头所示)以及薄膜表面的荷电畴界(charged domain wall, CDW)等多种微结构。图(f)给出了109o畴界和薄膜衬底界面的HR-STEM (HAADF)图。图(d)平面BFO表面的分级纳米畴TEM图，(e)是鲱鱼骨状纳米畴对应的汇聚束电子衍射(CBED)图。
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