随着5G毫米波通信、车载毫米波雷达与高频雷达隐身技术快速落地，35GHz毫米波大气传输窗口成为核心应用频段，但高频电磁辐射污染、装备厚重吸波涂层等行业痛点愈发突出。M型六铁氧体天然具备毫米波磁损耗潜力，高熵改性可进一步丰富极化损耗机制，然而传统化学配比制备时极易生成反铁磁性α-Fe₂O₃杂质，大幅削弱材料吸波能力；单纯高价金属离子掺杂又受晶格固溶度限制，无法同步拓宽吸收带宽、降低涂层厚度，长期存在“杂质难消除、介磁损耗难以协同提升”的科学瓶颈，难以满足轻量化、宽频、超薄毫米波吸波材料的工业化刚需。南京航空航天大学姬广斌教授与南京理工大学张玉晶副教授团队针对该矛盾，在《Nature Communications》发表全新铁氧体改性研究。题为“Iron deficiency strategy toward single-phase high-entropy M-type ferrites for broadband millimeter-wave absorption with low thickness”的研究论文。

本研究旨在解决高熵M型铁氧体杂相析出、介磁损耗不匹配难题，创新提出铁缺位协同Zr⁴⁺掺杂的一体化改性策略，采用简易溶胶-凝胶空气烧结工艺合成无杂相高熵铁氧体；借助第一性原理计算、微磁学模拟、同步辐射谱学等多手段证实，铁缺位可提升构型熵抑制杂质生成，Zr⁴⁺选择性置换高磁各向异性铁位点拓展磁损耗区间，二者协同实现介电损耗与多自然共振磁损耗同步增强；最终在35GHz目标窗口、厚度不足1mm条件下达成12.18GHz超宽有效吸收带宽，雷达散射截面仿真验证材料可大幅削减毫米波散射信号，为轻量化毫米波屏蔽、隐身涂层提供全新设计思路。

传统化学计量配比高熵铁氧体烧结后会出现明显氧化铁杂质峰，而铁缺位配方样品全部为纯M型六铁氧体单相；同步辐射与穆斯堡尔谱证实Zr⁴⁺优先占据2b、4f₁高磁各向异性铁位点，诱导Fe离子晶格重排，同时铁空位带来大量氧空位与晶格畸变，为多重极化损耗提供结构基础，热重测试也证明改性后材料热稳定性优于传统钡铁氧体。

高分辨电镜确认材料保持六方M型铁氧体基础晶体框架，无元素偏析；GPA应变图直观显示铁缺位+Zr共掺杂体系晶格畸变范围大幅扩大，电子云扭曲程度提升，能够在毫米波高频区间持续产生偶极极化弛豫，有效提升介电损耗容量。

铁缺位可将纯钡铁氧体1.576eV带隙压缩至0.645eV，高熵设计进一步降低电阻率3–4个数量级，大幅提升电导损耗；体系存在两类德拜极化弛豫，Zr掺杂虽小幅降低低频电导损耗，但在37–40GHz高频区间大幅增强极化损耗，弥补高频能量衰减短板。

Zr⁴⁺置换降低材料磁晶各向异性，使多组自然共振峰向35GHz目标窗口偏移并连成连续宽磁损耗带；微磁模拟显示铁缺位体系磁涡旋重构速度更快，自旋波激发带来更强高频磁能损耗，涡流损耗可忽略，磁损耗完全由多重自然共振主导。

厚度仅0.95mm、以35GHz为中心的毫米波窗口内实现12.18GHz有效吸收带宽（反射损耗＜-10dB），最低反射损耗达-45.98dB；多重磁共振与极化、电导损耗协同优化阻抗匹配，电磁波可高效进入材料内部完成能量耗散，解决传统铁氧体涂层厚、吸收频段窄的缺陷。

35GHz仿真结果显示，涂覆该铁氧体涂层的金属平板全角度毫米波散射信号显著衰减，12°观测角下雷达截面最大减缩31.08dB；与近年所有毫米波吸波材料对比，本工作同时实现小于1mm超薄厚度与12GHz以上超宽吸收带宽，综合性能处于行业顶尖水平。

该研究首次将铁缺位工程与高熵多主元、四价锆离子掺杂结合，从源头根除杂相杂质，打通介电、磁两类损耗协同增强路径，制备工艺仅采用普通溶胶-凝胶空气烧结，无需特种气氛、昂贵前驱体，具备规模化工业生产潜力；后续可通过调整稀土主元配比、调控Zr掺杂量进一步拓宽吸收频段、降低烧结温度，面向5G毫米波设备电磁屏蔽、高频飞行器雷达隐身两大场景开发轻量化复合吸波涂层，为下一代超薄宽频毫米波吸收材料提供普适性原子尺度改性范式。