Fe2O3改性磷酸盐玻璃的多功能特性研究：辐射屏蔽、导电性与介电弛豫的协同调控及其生物医学应用潜力

本文系统研究了Fe2O3替代P2O5对磷酸盐玻璃结构-性能关系的影响。通过FTIR（傅里叶变换红外光谱）和电导率测试证实，Fe2O3的引入通过降低氧含量、改变振动模式（vibration modes）和增加玻璃湿度，显著提升了介电常数（dielectric constant）和辐射屏蔽效率。研究发现温度依赖性电导率存在两种热激活机制：300-500K范围内的关联势垒跳跃（CBH）和高温区的量子力学隧穿（QMT）。特别指出介电模量（dielectric modulus）比介电常数更能准确反映弛豫行为，为电子器件、生物医学植入物和辐射防护材料的开发提供了新思路。

　　

Highlight研究亮点：

• 本研究揭示了Fe₂O₃改性磷酸盐玻璃在结构和电学性能上的突破性影响。特别有趣的是氧含量变化、振动模式调整和玻璃湿度增加三者协同作用，共同提升了材料的介电行为。更令人兴奋的是发现了双重电荷传输机制——低温区（300-500K）的关联势垒跳跃（CBH）和高温区的量子力学隧穿（QMT），这为理解Fe₂O₃作为多价态半导体的作用机制提供了新视角。

Conclusion结论：

Fe₂O₃替代P₂O₅显著改变了磷酸盐玻璃的结构和电学性能。FTIR分析证实了材料的非晶态特性，并揭示结构修饰（如氧含量降低和湿度增加）可同步提升介电常数和辐射屏蔽效率。电导率研究发现了两种热激活机制，其中Fe₂O₃通过改变玻璃网络结构和促进载流子迁移发挥关键作用。特别值得注意的是，介电模量分析比传统介电常数更能准确表征弛豫行为，这为开发新一代电子器件和生物医学材料提供了重要理论基础。