钐掺杂镁镉铁氧体的结构调控与电热性能研究及其在先进材料中的应用潜力

【编辑推荐】本研究采用柠檬酸凝胶自燃烧法合成Sm3+掺杂Mg0.8Cd0.2Fe2-xO4铁氧体，通过XRD、UV-Vis、热电性能测试系统揭示了其N型半导体特性（Seebeck系数-2.023~-15.821 μV/K）和优异介电性能（DC电阻率1.563×105Ω·m）。该材料在居里温度（493-593K）调控和AC导电性（log(σac)=-2.9437~-2.0724）方面展现突破，为新型功能材料开发提供重要参考。

　　

Highlight

钐(Sm³⁺)掺杂镁镉铁氧体材料通过革命性的柠檬酸凝胶自燃烧技术制备，其化学组成可精准调控为Mg_0.8Cd_0.2Sm_xFe_2-xO₄（x=0-0.025）。这些"智能材料"在200-900纳米波长范围内展现出2.0090-2.2832电子伏特的可调带隙，就像为光子量身定制的能量过滤器。

XRD分析

X射线衍射(XRD)图谱如同材料的"分子指纹"，清晰显示所有样品均形成完美的立方尖晶石结构。通过FullProf软件解析，未检测到任何杂相峰，证明稀土离子成功"入住"晶格公寓且保持结构纯净。

Conclusions

这项研究如同打开了一扇"量子调控"之门：

1. 载流子浓度(7.124×10²²-8.360×10²² m^-3)与Seebeck系数(-15.821 μV/K)的"热舞"证实了N型半导体特性

2. 居里温度(511-559K)的"过山车式"变化揭示了Sm³⁺掺杂的阈值效应

3. 8MHz频率下AC电导率(log(σ_ac))的"先扬后抑"曲线，暗示着掺杂浓度与导电通道的微妙平衡

   这些发现为开发下一代高频电子器件和智能传感材料提供了"配方手册"。