Among magnetic materials, spinel ferrite is regarded as a potentially excellent low-frequency electromagnetic wave (2–8 GHz) absorber with low magnetic resonance frequency. However, spinel ferrite manufactured by conventional methods tends to be shape-isotropic, making the magnetic loss of the absorber quite weak under the Snoek Limit. Accordingly, our work prepares a highly shape-anisotropic Ni0.5Mn0.5Nd0.04Fe1.96O4 ferrite (H-NMNF) with multiple crystal structures (mainly decahedral) via a novel sol-gel method. Compared with the uniformly laminated Ni0.5Mn0.5Nd0.04Fe1.96O4 ferrite prepared by the conventional sol-gel method (C-NMNF), the natural resonance loss of H-NMNF is dramatically improved owing to the enhanced shape-anisotropic effect resulting in the Snoek Limit being breached. The results show that H-NMNF achieves the maximum effective absorption bandwidth (EABmax) of 6.64 GHz (2.96–9.6 GHz) at a thinner matching thickness of 5.1 mm, covering approximately the entire low-frequency band. This study provides methodological guidance for manufacturing magnetic loss materials with high shape-anisotropy and a new strategy for fabricating ultra-broadband, low-frequency magnetic electromagnetic wave absorbers.

Transition metal oxides (TMOs) with high discharge capacity are considered as one of the most promising anodes for lithium-ion batteries. However, the practical utilization of TMOs is largely limited by cycling stability issues arising from volume expansion, structural collapse. In this study, we synthesized a high-entropy spinel oxide material (FeCrNiMnZn)

Electrostatic energy storage based on dielectrics is fundamental for high-performance electrical systems. However, developing outstanding energy storage capabilities is challenging because the polarization, loss, and breakdown strength are firmly coupled and mutually restrictive. This work proposes a two-pronged strategy to break out the mutual clamp between these performance parameters by modulating the ergodicity and band structures in Aurivillius ferroelectric films. An inserting layer engineering is carried out using Bi4Ti3O12 as matrix and BiAlO3 as inserting layer. The intrinsic ergodic characteristics drive the realization in the arrangements of internal permanent dipoles through a macroscopically reversible interconversion between relaxor and ferroelectric phases, thereby modulating the pinched double hysteresis loops with both large polarization and low hysteresis. Moreover, the band structure associated with the breakdown strength is additionally regulated by orbital hybridization. Thus, ergodic relaxor ferroelectric film Bi5Ti3AlO15, exhibits an excellent energy storage performance with densities reaching as high as ∼131.8 J cm−3 and efficiencies exceeding 73%. This work overcomes the ubiquitous trade-off among polarization, hysteresis, and breakdown strength, offering extra insight into developing dielectric energy storage capacitors.

The lead-free inorganic perovskite metal oxide, BiFeO3 (BFO), presents promising potential for photovoltaic applications within solar cells. However, its limited light absorption and carrier mobility constrain the enhancement of its...