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纳米材料，如薄膜材料，纳米线，纳米管，纳米纤维等等，存在与体相材料所迥异的表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应和量子限域效应，因而纳米材料具有异于普通材料的光、电、磁、热、机械等性能。而多铁材料是至少存在两种铁性的材料，BiFeO3是室温下的多铁材料，铁电居里温度为TC=850℃，尼尔温度为TN=370℃。由于BiFeO3内部的磁电耦合效应，可以通过磁场来产生电极化或者诱导铁电相变，在电场的作用下产生磁极化或者诱导铁磁相变。BiFeO3纳米材料同时是纳米材料和多铁材料，那么在纳米尺度上必存在一些特殊的性能。最近在BiFeO3薄膜上发现显著的自发电极化增强、可换向二极管、光伏效应、压电性和THz辐射极大的拓展了BiFeO3纳米材料的功能性。Glinchuk理论计算预言的铁性纳米线、棒直径减小将导致巨磁电耦合效应，在2012年，K.Prashanthi等证实了多晶铁酸铋纳米线中存在磁电耦合效应，磁电耦合系数高于铁电薄膜很多。Liu等用水热的方法合成了单晶纯相BiFeO3纳米线，而对于这种结构严格有序的单晶多铁纳米线结构研究发现，PZT纳米线中存在多畴结构，BaTiO3纳米线中存在单畴结构。基于上述考虑，本文利用水热的方法，在不同溶剂中尝试合成单晶纯相并且分散性均匀的BiFeO3纳米线；然后利用原子力的压电力模式进行压电测试，揭示单晶铁酸铋纳米线中铁电畴的结构，对纳米线施加纵向电压，探索纳米线上铁电极化反转现象，找出其中的规律。具体工作主要有以下三个部分：1、不同溶剂下制备单晶BiFeO3纳米线利用水热的方法，选用Bi（NO3）3·5H2O和FeCl3·6H2O做溶质，在不同的溶剂条件下尝试合成BiFeO3纳米线。结果发现，用乙二醇作溶剂合成的产物中没有BiFeO3纳米线，而用丙酮作溶剂合成了单晶纯相的BiFeO3纳米线，SEM和TEM显示纳米线的长度在5-10um，直径在50-150nm之间。2、BiFeO3纳米线中铁电畴结构利用原子力显微镜的压电力模式对BiFeO3纳米线进行压电测试，结果发现，纳米线上的铁电畴是沿着轴向的条纹，不同的条纹代表不同的极化取向。对纳米线和硅基底上的信号进行分析发现，纳米线上的压电信号与所加交流偏压成正比，为逆压电效应；硅基底上的信号与电压的平方成正比，为电介质的电致伸缩效应。3、BiFeO3纳米线的面外铁电极化反转现象对测试到铁电畴结构的纳米线施加纵向电压，观察BiFeO3纳米线面外铁电极化反转现象。BiFeO3纳米线的面外压电图像显示，纳米线上的面外铁电极化矢量发生了明显的反转现象，有些区域顺电场方向偏转，为正常反转，有些区域逆电场方向反转，发生了反常极化现象。当去掉直流偏压后，纳米线上面外铁电极化矢量立刻回到初始状态。