二維碳基材料在中高頻范圍內(nèi)表現(xiàn)出良好的電磁波吸收能力，但由于對極化響應機制的控制有限和共振行為不明確，在低頻吸收方面面臨挑戰(zhàn)。在本研究中，作者提出了一種新方法，通過通過操縱改變MC的偶極子極化和共振響應特性來提高三維空腔的低頻吸收效率。研究發(fā)現(xiàn)這種受控極化機制能夠?qū)е码姶挪ㄎ諈^(qū)間顯著地從高頻X波段向低頻S波段移動，并在S波段達到-47.9 dB的反射損耗(RL)。該研究揭示了定向電磁耦合在影響電磁響應和吸收方面的重要作用，提出了一種強化低頻吸收的通用策略，可在無磁性組分參與的情況下實現(xiàn)調(diào)諧低頻吸收，這為低維材料在信道密集的低頻波段和磁受限領(lǐng)域開拓了應用空間。
Fig 1. a 3D MC形成的示意圖。B不同樣品分散體的Zeta電位。c MC的數(shù)字照片d、f、g在不同放大倍數(shù)下的SEM圖像，具有1、100和10 μm的標尺。e樣品的XRD光譜。h分散液體中MC的AFM圖像。
Fig 2. a MC-2R、b MC-3R、c MC-4R、d MC-2A、e MC-3A和f MC-4A的RL的a-c 3D圖。g-h不同樣品與RL和EAB圖。I樣品厚度，樣品和RL的柱形圖。
Fig 3. a-c MC空腔軸向和d-f徑向歸一化電磁波阻抗及衰減曲線。
Fig 4. a-c MC-2、MC-3和MC-4沿軸向和徑向的復介電常數(shù)。d-f MC-2、MC-3、MC-4的電磁波反射損耗及其沿軸向和徑向的二維等值線圖，白色虛線為-10 dB的邊界。g-i RL與MC-2、MC-3、MC-4在優(yōu)化厚度下頻率的關(guān)系。
Fig 5. a-c不同匹配厚度下MC-2、MC-3和MC-4的RL隨頻率變化及d-f對應的有效吸收帶分布。h Cole-Cole關(guān)系圖。
Fig 6. a-c MC在不同波段的吸收率(A)、反射率(R)和透射率(T)系數(shù)。d-e MC-4在“MC-R”和“MC-A”取向下的吸收系數(shù)(A)、反射系數(shù)(R)和透射系數(shù)(T)的關(guān)系。MC-4A和MC-4R的EMI SE。g MC-4A覆蓋對5G手機接收信號強度影響的測試。
Fig 7. MC腔體電磁響應機理示意圖。
Fig 8. a S波段機載預警雷達工作原理圖。b吸收材料的模型設(shè)置為邊長為100 mm的方形平板，底部為邊長相同的PEC制成的反射板。c模擬結(jié)果。d PEC和MC-4A在不同方位的RCS。e與以往低頻吸收材料的對比，其中灰色基底表示包含磁性材料。f MC的低頻吸收特性。
相關(guān)研究工作由南開大學Yi Huang和Xinyi Ji課題組于2024年共同發(fā)表在《Nano-Micro Letters》期刊上，Enhancing Low-Frequency Microwave Absorption Through Structural Polarization Modulation of Mxenes，原文鏈接：
https://doi.org/10.1007/s40820-024-01437-x
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
