鐵酸鉍（BiFeO3）同時(shí)具有鐵電性和反鐵磁性，是非常罕見的室溫多鐵性材料。自2003年這一特性被證實(shí)后，鐵酸鉍材料引起了學(xué)界的廣泛關(guān)注和深入研究，它的結(jié)構(gòu)—性能關(guān)聯(lián)和調(diào)控一直是鐵電和多鐵領(lǐng)域的焦點(diǎn)。近期，結(jié)合團(tuán)隊(duì)在該領(lǐng)域的研究成果，材料學(xué)院教授林元華等人系統(tǒng)總結(jié)了多鐵材料鐵酸鉍中基于疇工程的調(diào)控手段，綜述了疇工程在調(diào)控電學(xué)性能、磁電耦合和光學(xué)特性方面的重要作用。

鐵酸鉍材料具有很多優(yōu)異的性能。它的鐵電性非常強(qiáng)，大的自發(fā)極化和高的居里溫度使得其在鐵電存儲、壓電換能、介電儲能等領(lǐng)域有廣闊應(yīng)用前景；它在單相中擁有鐵電、鐵磁兩種序參量，在磁電耦合和低能耗的電控磁方面很有潛力；它的能帶較傳統(tǒng)鐵電體小，與可見光波段適配較好，因此其在鐵電光伏、光致伸縮等方面也頗具研究價(jià)值。

鐵酸鉍中基于疇工程的主要調(diào)控手段

在鐵性材料中，一個(gè)區(qū)域內(nèi)序參量（如鐵電材料的自發(fā)極化、鐵磁材料的自發(fā)磁化）大小、方向一致，稱為疇。鐵酸鉍的眾多優(yōu)異性能都直接或間接地與其疇結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此疇工程在鐵酸鉍材料的性能調(diào)控和優(yōu)化中具有極為重要的地位。同時(shí)，疇壁（相鄰疇之間的界面）處由于序參量處在非平衡位置，存在不同尋常的新奇物理現(xiàn)象，諸如異常高的電導(dǎo)、反常光伏效應(yīng)等，這方面的研究與疇結(jié)構(gòu)也緊密相關(guān)，近年來迎來了快速的發(fā)展。

鑒于疇結(jié)構(gòu)在鐵酸鉍材料物性調(diào)控的中樞地位，本工作在疇—性能關(guān)聯(lián)的框架下系統(tǒng)總結(jié)了鐵酸鉍各類性質(zhì)的提升策略，并對進(jìn)一步的研究做了展望，研究成果以“鐵酸鉍中基于疇工程的可控電學(xué)、磁電和光學(xué)性能”（Controllableelectrical,magnetoelectricandopticalpropertiesofBiFeO3viadomainengineering）為題3月18日在線發(fā)表在材料領(lǐng)域著名學(xué)術(shù)期刊《材料科學(xué)進(jìn)展》（ProgressinMaterialsScience）。

材料學(xué)院林元華教授、南策文院士團(tuán)隊(duì)在包含鐵酸鉍在內(nèi)的多鐵和鐵電功能材料領(lǐng)域深耕20余年，在介電、磁電、光電和功能性疇壁等方面進(jìn)行了一系列基礎(chǔ)研究和應(yīng)用探索，相關(guān)論文發(fā)表在《科學(xué)》（Science）、《自然·納米技術(shù)》（NatureNanotechnology）、《自然·通訊》（NatureCommunications）、《先進(jìn)·材料》（AdvancedMaterials）等期刊上，引起學(xué)界的廣泛關(guān)注。

材料學(xué)院2020級博士生劉亦謙為論文第一作者，其他重要貢獻(xiàn)者包括材料學(xué)院2020屆博士畢業(yè)生潘豪（現(xiàn)為加州大學(xué)伯克利分校博士后）、北京航空航天大學(xué)王瑤副教授、昆明理工大學(xué)馬吉副教授、江蘇大學(xué)李順教授。相關(guān)研究工作受國家自然科學(xué)基金委和科技部國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃支持。