BiFeO3薄膜反铁磁序的研究是理解磁电耦合效应和实现电场控制磁性的前提，然而观测反铁磁结构实验手段有限，薄膜中多个铁弹畴的存在进一步使其分析更为困难。因此，BiFeO3薄膜反铁磁结构及其应变调控的物理机制一直还存在争议。

研究发现应变可大幅度调控反铁磁磁矩朝向，且在大的拉应变作用下反铁磁磁矩朝向与铁电极化的垂直关系被打破，结合第一性原理揭示应变对反铁磁序的调控是由Dzyaloshinskii-Moriya（DM）相互作用和单离子各向异性间相互竞争导致；该工作打破了之前一般认为的BiFeO3反铁磁序仅由DM相互作用决定，进一步导致薄膜中反铁磁磁矩必须与铁电极化相垂直的观点；研究发现BiFeO3反铁磁磁矩和耦合铁磁层磁矩存在垂直耦合关系，通过调控BiFeO3薄膜反铁磁自旋朝向可调控耦合铁磁层的磁各向异性，进一步发现通过调控反铁磁沿面内方向可有效提高其与铁磁层的交换耦合作用。研究揭示了BiFeO3薄膜磁各向异性和异质结界面磁交换耦合效应的微观机制。