中文摘要：

铁磁铁电多铁性材料兼具电性和磁性，单一器件可以执行多种任务，其中原子尺度的界面结构起着至关重要的作用。本项目通过对脉冲激光沉积和磁控溅射技术制备参数的精确调控，成功制备出Fe/BaTiO3/SrTiO3外延体系。电子衍射分析表明Fe与BaTiO3具有明确的取向关系。利用高分辨电子显微学以及高空间分辨分析电子显微学，结合第一原理理论计算研究了该外延铁磁铁电多铁性纳米复合多层膜在原子尺度的界面结构。发现Fe外延生长在Ba-O面终止的BaTiO3薄膜上。在保持Fe层厚度不变的情况下，改变BaTiO3层的厚度至6纳米以下，观察到Fe与BaTiO3之间分布着周期性排列的失配位错，位错的柏氏矢量为1/2a〈100〉，线方向为〈010〉，通过建立界面纯几何模型阐明了该不全失配位错网络的形成和作用机理；确立了界面两种键合状态，即在BaO面截止的情形下，Fe原子直接位于Ba和氧原子上方的界面配置,与Fe原子位于Ba和Ba原子之间中间位置的界面共存。揭示出薄膜的厚度、晶格间匹配关系等对界面性能的影响规律。项目的完成加深了对界面磁电耦合效应及其机理的理解，为新型多铁性器件的开发和设计提供了原子尺度的数据。