多铁BiFeO₃是钙钛矿结构的菱方铁电体，为现今唯一发现的室温单相多铁材料，具有非常强的室温铁电性。其各类型铁电畴壁组态与其多种新颖功能性密切相关，如畴壁电导与异常磁电阻效应及光伏效应等；由此，探索与解析BiFeO3铁电畴壁结构及其影响因素便成了理解其各种新颖性能的基础。菱方铁电体具有三种类型铁电畴壁，分别为71°，109°和180°铁电畴壁。外加应变与电场、荷电情况、电边界条件等因素对其畴壁组态与畴壁原子结构及相应性能具有重要影响。比如，研究发现，BiFeO₃中荷正电的71°畴壁具有电荷驱动形成的类似四方相结构，这拓宽了人们对菱方相与四方相共存(准同型相界)的认识。结合薄膜制备与像差校正透射电子显微学方法，我们在不同的BiFeO3薄膜中发现了多种新型的荷负电铁电畴壁：71°，109°和180°三种类型的畴壁都可形成类似的一维周期性晶格调制结构，这与普通的71°，109°和180°以及荷正电的畴壁非常不同。这一研究丰富了菱方钙钛矿铁电体的畴壁结构特征，并对理解BiFeO3新颖畴壁电子学功能性提供了基本的结构信息。同时，该研究也提供了一种可以用于判断菱方铁电体各类型荷负电铁电畴壁的显微学方法。

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图1：BiFeO₃中 109°荷负电畴壁的判定示意图及其HAADF-STEM像。

图2：BiFeO₃中 180°荷负电畴壁的判定示意图及其HAADF-STEM像。其晶格常数在畴壁处表现出明显的一维调制特征。

图3：BiFeO₃中 180°荷负电畴壁处晶格常数一维调制特征及其铁电离子位移的二维图谱。

图4：BiFeO₃中 71°荷负电畴壁的判定示意图及其HAADF-STEM像。其晶格常数在畴壁处表现出明显的一维调制特征。这种特征在上述各类型荷负电畴壁结构中为普遍现象。