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引言

基于5G技術(shù)的電子設(shè)備為生活帶來(lái)極大便利，現(xiàn)有高性能微波吸收材料多集中于10-18GHz高頻段，但其低頻段（2-10GHz交流，尤其C波段4-8GHz）電磁輻射干擾問(wèn)題日益凸顯基礎，如何拓展低頻吸收帶寬成為關(guān)鍵挑戰(zhàn)。研究揭示磁性材料在低頻微波領(lǐng)域受Snoke極限制約還不大，常通過(guò)幾何調(diào)控設(shè)計(jì)非對(duì)稱磁各向異性結(jié)構(gòu)及納米磁異質(zhì)界面突破該限制高產，顯著提升磁導(dǎo)率。碳納米線圈（CNCs）憑借其三維螺旋手性模板特性發揮作用，既可通過(guò)適度導(dǎo)電性優(yōu)化阻抗匹配良好，又能誘導(dǎo)磁組分非對(duì)稱分布，為構(gòu)建輕量化寬頻5G電磁防護(hù)材料提供創(chuàng)新思路銘記囑托，因此被認(rèn)為是構(gòu)建手性磁性吸收體的優(yōu)良材料引領。

構(gòu)建基于碳納米線圈（CNC）的手性-介電-磁三位一體復(fù)合材料被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)優(yōu)異低頻微波吸收的一種有前途的方法。然而示範，進(jìn)一步增強(qiáng)低頻微波吸收和闡明相關(guān)損耗機(jī)制仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)應用前景。近日，大連理工大學(xué)物理學(xué)院潘路軍教授團(tuán)隊(duì)在《Nano-Micro Letters》期刊發(fā)表題為《Multifunctional Carbon Foam with Nanoscale Chiral Magnetic Heterostructures for Broadband Microwave Absorption in Low Frequency》的研究論文運行好。

本文首先在三維碳泡沫上合成了手性CNC首次，然后與FeNi/NiFe2O4納米顆粒結(jié)合形成一種新型手性-介電-磁性三位一體泡沫。三維多孔碳泡沫網(wǎng)絡(luò)具有良好的阻抗匹配和強(qiáng)傳導(dǎo)損耗部署安排。金屬/碳界面的形成引起了界面極化損失方案，密度泛函理論計(jì)算證實(shí)了這一點(diǎn)。進(jìn)一步的磁導(dǎo)率分析表明了解情況，納米級(jí)手性磁異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有磁釘釘和磁耦合效應(yīng)，增強(qiáng)了磁各向異性和磁損耗能力技術研究。由于介質(zhì)性重要的、手性和磁性的協(xié)同作用，三位一體復(fù)合泡沫具有優(yōu)異的微波吸收性能實(shí)現(xiàn)了全C波段覆蓋姿勢。該研究為實(shí)現(xiàn)寬帶微波吸收的手性-介電-磁三位一體復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了進(jìn)一步的指導(dǎo)相互融合。

成果展示

圖一：CCF和FCCF復(fù)合材料的合成過(guò)程示意圖。

圖二：CF綠色化、CCF和FCCF復(fù)合材料的SEM圖像不同需求。

圖三：FCCF復(fù)合材料的TEM圖像、拉曼光譜和XRD譜圖保持穩定。

圖. S2  (a)）XRD 圖總之、（b, c）拉曼光譜及（d）磁滯回線

FCCF復(fù)合材料的TEM圖像如圖3a-d所示，F(xiàn)CCF復(fù)合材料的拉曼光譜如圖3e支撐作用，圖2S（b同時，c）所示， CF和CCF樣品在0-1000 cm-1區(qū)域沒(méi)有拉曼峰。對(duì)于FCCF和FCF復(fù)合材料模式，FeNi基粒子的引入導(dǎo)致在480 cm-1自動化、570 cm-1和683cm^-1處出現(xiàn)三個(gè)主峰，對(duì)應(yīng)于NiFe2O4的T2g（1）高品質、T2g（2）和A1g振動(dòng)模式不折不扣。拉曼光譜結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了FeNi基顆粒中存在NiFe₂O₄，這與TEM圖像一致資源優勢。FCCF-1和FCCF-3樣品的XRD圖和拉曼光譜與FCCF-2樣品的XRD圖和拉曼光譜高度一致高效利用，表明FCCF-1及FCCF-3中也合成了FeNi/ NiFe₂O₄磁性異質(zhì)結(jié)構(gòu)，成功建立了具有手性磁性單元的3D互連網(wǎng)絡(luò)長效機製。

圖四：CCF和FCCF復(fù)合材料的微波吸收性能及多功能特性講實踐。

圖五：CCF和FCCF復(fù)合材料的介電常數(shù)及拉曼光譜。

CCF和FCCF復(fù)合材料的拉曼光譜均在1340.1 cm-1和1580.8 cm-1處出現(xiàn)D帶和G帶兩個(gè)特征峰奮戰不懈，表明材料具有石墨結(jié)構(gòu)市場開拓。一般來(lái)說(shuō)，D波段與G波段的強(qiáng)度之比（I_D/I_G）代表了石墨結(jié)構(gòu)的石墨化程度大大縮短。與CF和FCF樣品相比要落實好，CCF和FCCF樣品的I_D/I_G值更低，證實(shí)了CNC的引入促進(jìn)了石墨化程度更默契了，提高了電子傳遞能力先進技術。CF樣品的I_D/I_G值較高，說(shuō)明石墨化程度較差不合理波動。因此宣講手段，CF樣品的電子輸運(yùn)能力非常弱。

圖六：CCF和FCCF復(fù)合材料的磁導(dǎo)率分析及微磁學(xué)模擬圖積極拓展新的領域。

大連理工大學(xué)潘路軍課題組簡(jiǎn)介

潘路軍配套設備，大連理工大學(xué)物理學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師相對開放。1988年于西安交通大學(xué)電氣工程系電氣絕緣技術(shù)專業(yè)本科畢業(yè)推進高水平；1994年赴日本大阪府立大學(xué)工學(xué)部電子物理專業(yè)留學(xué)。2000年獲博士學(xué)位并留校擔(dān)任助理教授拓展應用，其間兼任日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)（JST）及日本新能源和產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）研究員生產創效；2007年底回國(guó)工作，受聘大連理工大學(xué)教授領先水平，博士生導(dǎo)師。歷任物理與光電工程學(xué)院光電工程系主任、物理與光電實(shí)驗(yàn)中心主任戰略布局、光學(xué)學(xué)科點(diǎn)負(fù)責(zé)人長遠所需。近5年在《Advanced Functional Materials》、《Nano Energy》、《Nano-Micro Letters》規模、《Energy Storage Materials 》穩定發展、《Chemical Engineering Journal 》、《Small》聯動、《Carbon》等國(guó)際著名納米期刊上發(fā)表論文80余篇增持能力；主編《基礎(chǔ)光學(xué)》，參編《ディスプレイ材料と機(jī)能性色素（顯示器材料和機(jī)能色素）》行業內卷、《フィールドエミッションディスプレイ（場(chǎng)發(fā)射型顯示器）》追求卓越、《Handbook of Nano Carbon （納米碳手冊(cè)）》。

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本研究拉曼光譜數(shù)據(jù)采用的北京卓立漢光儀器有限公司Finder 930系列全自動(dòng)化拉曼光譜分析系統(tǒng)檢測(cè)參與能力，如需了解產(chǎn)品合理需求，歡迎咨詢。

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