中文摘要：

多铁性BiFeO3在铁电存储器、磁电耦合器件、自旋电子器件等方面应用前景广阔，受到人们关注。最新实验发现BiFeO3薄膜中的纳米涡旋畴有望大幅提高信息存储密度。理解和控制畴开关是实现信息存储的关键。然而，BiFeO3中涡旋畴结构的外场响应机制、开关特性仍不清楚。透射电镜(TEM)分辨率高并能够原位观察伴随畴开关的微结构演变，非常适合电畴外场响应机制的研究。本项目拟采用实验与理论相结合的方法，研究BiFeO3外延薄膜中涡旋畴结构的外场响应特性。在TEM上原位观察极化涡旋结构和纳米涡旋畴随外加温度、电场和应力演化的动力学过程，着重考察外场作用下伴随畴开关的微结构演变，测量畴翻转的极化电流，建立翻转畴区的面积与翻转电压的关系；用含时相场模型模拟畴在外场作用下的演化，结合实验观察结果，揭示涡旋畴结构的外场响应机制。本项目的研究成果将进一步丰富电畴知识，为铁电涡旋畴的应用提供理论指导和实验依据。