Tại nhiệt độ phòng, multiferroics BFO có cấu trúc mặt thoi (rhombohedral), thuộc nhóm không gian R3c (hình 1.13). Cấu trúc này được
tạo ra từ cấu trúc perovskite lập phương lí tưởng (𝑃𝑚3̅𝑚) bằng cách nghiêng các bát diện FeO6 lân cận và dịch các cation Bi3+ và Fe3+ từ vị trí đối xứng tâm của chúng dọc theo hướng [111]. Khi nhiệt độ tăng, một chuổi các chuyển pha cấu trúc mặt thoi – trực thoi – lập phương đã được quan sát. Tuy nhiên, có sự khác nhau trong nhiệt đô chuyển pha giữa các nguyên cứu. Điều này có lẽ phản ánh sự phụ thuộc của các tính chất vật lý của BFO vào điều kiện chế tạo mẫu. Nhóm nghiên cứu của R. Palai phát hiện sự chuyển pha cấu trúc trong vật liệu BFO dạng khối từ mặt thoi R3c sang trực thoi Pbnm xảy ra trong khoảng nhiệt độ từ 830ºC đến 925ºC và chuyển pha từ cấu trúc trực thoi sang lập phương xảy ra trong khoảng nhiệt độ từ 925–933ºC [32]. Trong khi nhóm nghiên cứu của C. Arnold thì quan sát thấy chuyển pha cấu trúc từ mặt thoi R3c sang trực thoi Pbnm trong khoảng nhiệt độ từ 820ºC đến 930ºC trong vật liệu BFO được chế tạo bằng phương pháp phản ứng pha rắn [33].
Bênh cạnh sự chuyển pha cấu trúc theo nhiệt độ, cấu trúc tinh thể của BFO cũng thay đổi dưới tác dụng của áp suất. Các tính toán lí thuyết đã chỉ ra một chuyển pha cấu trúc từ mặt thoi R3c sang cấu trúc mặt thoi Pnma loại
GdFeO3 tại áp suất khoảng 13 GPa [34]. Sự chuyển pha cấu trúc của BFO dưới tác dụng của áp suất cũng đã được quan sát bằng thực nghiệm. Nhóm nghiên cứu của R. Haumont đã quan sát thấy hai chuyển pha cấu trúc mặt thoi R3c – đơn nghiêng – trực thoi không phân cực Pnma lần lượt tại các áp suất khoảng 3,5 và 10 GPa [35]. Ngoài ra, sự chuyển pha cấu trúc còn được phát hiện trong vật liệu BFO được pha tạp. Chuyển pha cấu trúc từ mặt thoi R3c sang trực thoi
CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VÀ PHÂN TÍCH VẬT LIỆU