综述：多场调制压电-光催化铁电材料的极化协同机制及跨领域应用研究进展

这篇综述系统阐述了铁电材料在光-力-电多场协同催化体系中的极化态多维动态调控机制，重点探讨了自发极化场（Pr ）与机械力、电场（E-field）和光场（optical field）的协同作用如何提升载流子分离效率（如BiFeO3 光电流密度达TiO2 的5倍），并涵盖异质结工程（heterojunction engineering）、缺陷工程（defect engineering）等材料设计策略在环境修复（CO2 还原、水净化）和生物医学等领域的交叉应用。

　　

极化态设计：打破载流子分离的物理极限
铁电材料的自发极化（spontaneous polarization）在居里温度（T_c
）以下表现出可逆特性，其极化矢量强度与空间分布可通过应力（如BaTiO₃
的压电效应）和电场动态调控。例如，BiFeO₃
的0.8 eV表面能带弯曲显著延长载流子寿命至14.7 ns，突破传统半导体体相分离的热力学限制。

异质结工程：微区极化电场的魔术师
铁电/半导体异质结（如Bi₂₅
FeO₄₀
/Bi₂
O₂
CO₃
）通过界面极化电场梯度重构能带结构，形成级联反应通道。极化层穿透半导体产生的附加电场梯度，可定向驱动电子-空穴对迁移，实现污染物降解效率的指数级提升。

水净化：多级动力学的战场
压电-光催化协同呈现多阶段动态特征：超声空化效应（cavitation effect）产生的瞬时高压（>1 GPa）诱导铁电体变形，形成压电势（piezoelectric potential）与缺陷态，捕获非平衡电荷形成驻极体态（electret state），同步增强·OH自由基产率。

跨领域应用的星辰大海
从环境修复（氮固定、CO₂
→CH₄
）到生物医学（抗菌、肿瘤治疗），铁电材料的极化非易失性（non-volatility）和可重构性（reconfigurability）为多场耦合催化提供了普适性平台。未来需平衡晶格失配（lattice mismatch）与缺陷浓度（defect concentration），实现T_c
以上极化场的稳定维持。