自鐵電性材料被發(fā)現(xiàn)以來最深厚的底氣，科學(xué)家就在不斷努力敢於挑戰，希望把鐵電性和其他鐵性（特別是鐵磁性）能耦合起來。在這條多鐵性耦合的道路上保持穩定，科學(xué)家們大的愿望便是能找到一種材料就此掀開，同時(shí)具有鐵電性和鐵磁性。這種同時(shí)具有鐵電性和鐵磁性的材料，便被大家稱作多鐵性材料總之。多鐵性材料（multiferrorics）在 1994 年由瑞士科學(xué)家 Schmid 提出，其定義為：同時(shí)具有兩種或兩種以上“鐵性”的材料紮實做。多鐵材料中不同鐵性之間相互作用的示意圖如圖 1.3 所示足了準備。其中 P規模設備、M、ε分別代表自然界中常見的三種鐵序：鐵電穩步前行、鐵磁至關重要、鐵彈。它們分別可以通過電場(chǎng)指導、磁場(chǎng)效率、應(yīng)力場(chǎng)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)改變。T 為科學(xué)家預(yù)言的“鐵環(huán)”序雙重提升，以及其他可能存在的鐵性 O增強，如軌道序、手性序等結果。

值得特別一提的是多鐵性材料中戰略布局，具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的 BiFeO3（BFO），作為現(xiàn)今為止發(fā)現(xiàn)的室溫以上存在多鐵性的材料規則製定，近些年來受到各國(guó)科研工作者的關(guān)注和追捧講道理。BFO 材料具有高的居里溫度點(diǎn)（TC～1100 K）、高聶耳溫度點(diǎn)（TN～650 K）表現明顯更佳、無鉛的壓電特性以及在可見光區(qū)域的大的柔韌性更加廣闊。BFO 屬于Bi 系鈣鈦礦結(jié)構(gòu)化合物，如圖 1.4技術先進，其晶包沿體對(duì)角線方向存在菱方（rhombohedral）畸變示範。為了簡(jiǎn)化理解，我們一般選取單位晶包的一半作為贗立方結(jié)構(gòu)晶包提高，以米勒指數(shù)贗立方<111>方向標(biāo)注這一方向發展基礎。基于贗立方結(jié)構(gòu)有很大提升空間，BFO 的晶格常數(shù)為 3.96 Å推進高水平，菱方的結(jié)構(gòu)的傾角為 89.3-89.4o。晶胞中 A 位 Bi3+離子的 6s2 孤對(duì)電子具有高化學(xué)活性供給，可以與 O2-的 2p 電子形成雜化軌道不斷發展，從而使 Bi 和 FeO6 八面體之間存在沿<111>方向較大的相對(duì)位移，這也正是 BFO 材料鐵電性的來源拓展應用。BFO 沿<111>方向具有～150 微庫(kù)cm /大小的自發(fā)極化非常重要，這一極化強(qiáng)度值大于絕大多數(shù)傳統(tǒng)鐵電材料，因此它也是本文研究鐵電材料物性調(diào)控的重要研究對(duì)象之一集聚效應。

人們找尋多鐵性材料的目的貢獻，是為了實(shí)現(xiàn)電場(chǎng)控制磁化強(qiáng)度或磁場(chǎng)控制電極化大小廣泛應用。這種相互控制被稱作磁電耦合提升。然而持續，已知的多鐵性材料多數(shù)磁電共存的溫度都很低（室溫一下），且溫度范圍窄，不穩(wěn)定高品質。而室溫多鐵材料 BFO 自身為鐵電反鐵磁材料，其磁電耦合強(qiáng)度十分弱互動講。因此統籌，許多人把目光投向復(fù)合多鐵材料。即利用可控的薄膜生長(zhǎng)技術(shù)支撐能力，同時(shí)生長(zhǎng)鐵電產品和服務、鐵磁兩種材料，并利用兩種材料之間的應(yīng)力耦合或交換偏執(zhí)作用實(shí)現(xiàn)磁電的間接耦合協同控製。例如：在單相多鐵材料 BFO 或傳統(tǒng)鐵電材料 BaTiO3 上不斷創新，生長(zhǎng)鐵磁性薄膜 La0.7Sr0.3MnO3、CoFe體驗區、Co 等去突破。如圖 1.5 所示利用兩種材料界面處不同自由度之間的耦合，實(shí)現(xiàn)上下兩種材料之間的磁電耦合提供了遵循。