单晶BiFeO3具有菱方钙钛矿结构，晶胞参数a=b=c=5.63Å，α=β=γ=59.4°，属于R3c空间群。 室温下单胞菱形钙钛矿结构的BiFeO3是由立方结构沿着[111]方向拉伸而成。Bi3+离子相对Fe-O八面体发生位移，结构产生不均匀性，如图所示。一般认为BiFeO3具有8种结构相变。
块状BiFeO3结构
薄膜BiFeO3结构
铁酸铋
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结构
性质
铁电性
一般来说ABO3型钙钛矿结构的铁电性的主要来源于相变时B位的离子正电荷中心相对于氧八面体的中心发生了位移从而产生电偶极矩。BiFeO3结构中Bi3+的6S2孤对电子与其6P空轨道或者O2-轨道进行杂化，而导致电子云的非对称中心扭曲是BiFeO3产生铁电性的主要原因。室温下BiFeO3沿菱方结构[111]晶向(六方结构[001]晶向)产生自发极化。理论上其铁电极化高于100uC/cm2，但是由于很难制备出纯的铁酸铋，其中存在二次相和各种缺陷，导致很难测出其真实的铁电极化，通常在铁酸铋陶瓷中测得的铁电极化只有几个uC/cm2。随着薄膜技术的发展，现在已经能够制备出外延的铁酸铋薄膜，测得的铁电极化和理论值十分接近（见Science的文章）。
反铁磁性
合成与制备
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