铁酸铋（BiFeO₃，BFO）因铁电、铁磁、压电及窄带隙光学活性等多功能特性共存，成为研究最广泛的多铁性钙钛矿材料之一。其晶格畸变、轨道杂化与缺陷化学的复杂耦合构筑了多场响应的物理基础，也为通过应变工程、成分调控和缺陷设计实现性能调控提供了可调平台。得益于其铁电性、光伏效应、压电性能及表面化学活性，BFO对电、光、力、气、湿等外界刺激高度敏感，在光电、压力、气体、湿度及生物传感等领域展现出重要潜力。然而，其实际应用仍受灵敏度与稳定性等因素制约。随着环境监测、精准医疗和工业智能化等对高性能多功能传感器需求的持续增长，系统梳理并重新评估BFO在传感领域的发展现状与潜在机遇，具有重要的现实意义与前瞻价值。

近日，中国科学院上海硅酸盐研究所马楠副研究员团队对BFO材料在传感领域的研究成果进行了全面的梳理、归纳和分析，相关成果在学术期刊Advanced Materials上发表了题为“Recent Progress in BiFeO₃-Based Sensor Technologies: Fundamentals, Performance Metrics, and Diverse Applications”的综述文章。马楠为该文章的第一作者/共同通讯作者，日本九州大学Kengo Shimanoe教授和北京纳米能源与系统研究所杨亚研究员为共同通讯作者。

该综述系统梳理了BFO的结构-性能关联机制，全面总结了其合成方法与改性策略的最新进展，并深入分析了不同调控手段对不同类型传感器性能的影响。重点阐释了支配其传感行为的关键微观机制，包括能带结构调控、缺陷诱导的电荷输运调节以及表面吸附驱动的界面化学反应过程，并进一步总结了基于上述机制提升灵敏度、选择性与稳定性的优化策略。最后，结合BFO的多场耦合与多功能特性，系统展望了其在环境监测、医疗健康、工业自动化及能源系统等领域实际应用中面临的机遇与挑战。

近年来，马楠副研究员团队聚焦铁电材料的结构-性能调控，系统探索其多功能传感机制与器件设计。其中代表性工作包括：（1）针对窄带隙与强铁电性难以兼容的瓶颈问题，通过K掺杂调控窄带隙AgNbO₃的铁电相结构，在保持优异压电与热释电性能的同时，结合氧空位工程与界面势垒构建显著增强可见光响应，实现了力-热-光多功能传感（Adv. Funct. Mater.2025, 35, 2508001）；（2）基于BiFeO₃薄膜，通过Zr⁴⁺缺陷钝化与P3HT可见光吸收增强的协同调控，构建优化的n-i-p型ZnO/BFZO/P3HT异质结，实现从紫外到可见光波段内高灵敏、毫秒级快速响应的双波段自供电光电探测（ACS Appl. Mater. Interfaces 2025, 17, 43235-43244）；（3）利用铁电极化与氧空位缺陷协同增强-OH/H₂O吸附，实现基于BiFeO₃的高灵敏度与毫秒级快速响应湿度传感（ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 49965-49974）；进一步通过引入亲水性NaCl并优化组分比例与膜厚结构，显著提升响应幅值与响应/恢复速率，并应用于呼吸监测与非接触控制（ACS Appl. Electron. Mater. 2025, 7, 1842-1851）。以上研究工作得到上海市浦江人才计划、上海市自然科学基金面上项目、中国科学院国际伙伴计划等项目的支持。

文章链接：

https://doi.org/10.1002/adma.202520682

https://doi.org/10.1002/adfm.202508001

https://doi.org/10.1021/acsami.5c09158

https://doi.org/10.1021/acsami.2c14332

https://doi.org/10.1021/acsaelm.4c02131

BFO的结构-性能-器件关系及多功能传感应用