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稀土正铁氧体RFeO3由于其极好的磁性而引起极大的关注。其现有和有前景的应用涵盖催化，气体分离，燃料电池，传感，磁光装置，电磁设备，环境监测，自旋阀，高级信息存储等。特别是近年来多铁材料的兴起，稀土正铁氧体RFeO3已成为开发多铁性材料的研究热点。一些正铁素体RFeO3可能表现出铁电性和弱铁磁性的罕见共存。

在这方面，我们将我们的研究扩展到另一种具有顺磁R3+离子的正铁氧体SmFeO3。SmFeO3在382℃以下表现出弱的铁磁性。介电和铁电分析表明SmFeO3在低于207℃显示出铁电性。通过水热法合成钙钛矿正铁氧体SmFeO3。通过温度依赖性磁化测量发现该材料的氮化温度为382℃。材料在27℃下的磁场依赖磁化显示出典型的弱铁磁性行为。电介质分析显示在207℃的铁电相变.SmFeO3的结构和磁性性质也使用Mössbauer光谱表征，其也证实了这种结构转变。

1.2铁酸钐的晶体结构

SmFeO3的晶体结构在室温下具有斜方对称性（空间群Pnma，Z=4）是八面体扭曲钙钛矿结构。在晶学的一个单胞中有4个等价的Fe3+,通过O2-共顶将相邻的八面体连接起来,并且这个共顶的O2-为相邻的两个Fe3+提供了超交换的途径。正交稀土铁氧体ReFeO3晶胞中的每个Fe3+与最近邻的6个Fe3+通过超交换作用相互影响。这导致ReFeO3表现出来复杂的磁性能。

图1-1ABO3钙钛矿结构

SmFeO3的正交结构[2]也可以表示为具有占据间隙空间的Sm原子的FeO6的三维网络，如图1-2所示。在Pnma相中，SmFeO3的晶格常数a=5.5975Å;b=7.7134Å;c=5.4034Å。

图1-2 SmFeO3晶体结构的示意图

1.3铁酸钐的应用前景

在科学研究中，开发一种控制纳米级或微米级功能材料的生长方向或曝光面的技术是非常重要的，因为它在确定空间几何效应带来的电，磁和光学性质方面具有重要意义。

现在我们一般用单晶硅这种半导体材料作为太阳能电池来使用。这样的硅太阳能电池研究了近50年，从上个世纪70年代开始，而它的光电转换效率最高却只能达到25%，而目前，无论是固体燃料电池还是太阳能电池，硅这样的半导体研究已经越来越少了，绝大多数都是开始研究钙钛矿结构的复合物。例如铁酸铋，镍酸钐等。在二十一世纪这个年代开始的近5年里，这类钙钛矿结构的晶体能达到的光电转换效率便从4%左右飞升至近20%，这整整提高了5倍，可见其进步之神速。而且，它比硅电池造价更低，也更加容易工厂生产。《科学》（Science）期刊也把它评为2013年的10大科学突破之一，可见其前景广阔。

更值得一提的是，这几年钙钛矿材料在商业上使用率也超过了20%。从效率上来说，钙钛矿晶体材料也更合适作为商业化的材料，由于其制造廉价方便，它完全可以降低固体燃料电池或是太阳能电池的制造成本，为工厂带来更大的经济效益。或许以后我们将见到更多的由钙钛矿晶体设计成的产品，太阳能电池，太阳能平板玻璃，LED灯等等。