图案化MXene基薄膜的微波屏蔽性能研究

来源 :上海师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chunlai_zhang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
21世纪以来,随着微波技术的不断发展,其在通讯、雷达、生物医疗等领域的应用也越来越广泛,然而,大量微波电子器件的使用在给我们的生活带来便利的同时,也带来了日渐加剧的电磁污染问题。因此,微波波段的电磁屏蔽已经成为了一个热门的研究领域。并且随着科技的不断进步,人们对于电磁屏蔽材料的要求也越来越高,不仅需要有很好的屏蔽性能,还需要同时具备轻质、柔韧、超薄等复合功能。我们迫切的需要找到一种满足以上条件的新型材料用于电磁屏蔽,而MXene材料因其优秀的导电性、较轻的质量、较强的机械性能等特性,走入了人们的视野,并被广泛应用于微波波段的电磁屏蔽材料研究。本文采用抽滤法制备了掺杂不同浓度银纳米线(Silver Nanowires,Ag NWs)的Ti3C2Tx-MXene薄膜,并用激光烧蚀法在薄膜表面制作不同深度的周期性图案,用于制作新型的电磁屏蔽材料。具体内容如下:采用LiF/HCl刻蚀法制备了Ti3C2Tx-MXene悬浮液,并在其中添加不同浓度的银纳米线,使用抽滤法制备出掺杂不同含量银纳米线的MXene/Ag NWs薄膜。实验表明,随着银纳米线浓度的提升,薄膜在8-12 GHz的屏蔽性能显著增强。当银纳米线的浓度达到50%时,薄膜的总屏蔽效能(Total Shielding Effectiveness,SET)达到了36.7 d B。这是因为银纳米线的导电性较好,同时银纳米线在薄膜内部形成了导电网络,进一步提升了屏蔽效能。使用激光烧蚀法,在MXene薄膜表面制作周期性图案,并通过调整激光功率控制图案的深度,以达到调控屏蔽效能的目的。根据实验结果,可以发现随着图案深度的增加,MXene薄膜的SET随之增大,在激光功率达到40%额定功率时,SET达到了38 d B。这一现象可以归结于表面的周期性图案增加了很多小表面,使电磁波在材料内部的反射增强,从而提升了屏蔽效能。我们在掺杂了25%浓度银纳米线的MXene/Ag NWs薄膜上制备了相同尺寸的周期性图案,得到了类似的趋势。使用了HFSS软件进行仿真计算,对不同形状、不同大小、不同深度的周期性图案进行了建模。结果表明,图案大小对SET影响不大,方形图案的SET明显好于三角形和圆形图案。而随着图案深度的增加,SET呈先增大后减小的趋势,这是由于图案深度过深时剩余MXene含量减少所致。综上所述,本实验中制备的MXene基薄膜具备轻质、高效等优秀特性,可以为微波波段的电磁屏蔽材料研究提供新的思路。
其他文献
随着《民法典》的颁布施行,带来一系列法律规范的衔接适用问题,对民事主体的权利义务关系产生影响。其中,当新旧法律规定发生冲突时,如何选择并适用裁判依据又会对当事人的利益有着深刻影响,既有的相关理论研究和司法实践经验还存在不足之处。《最高人民法院关于适用〈中华人民共和国民法典〉时间效力的若干规定》中专门就民事法律溯及力进行了规定,其中关于有利溯及的规定既为司法实践提供了重要依据,又存在一定的不足,需要
学位
学位
神经形态计算发展和生物相容性要求使得记忆元件成为模拟生物神经元功能热门元件之一。其中记忆电容器以其低功耗、低操作电压及可拓展等特性,成为离子型记忆元件研究重要一环。由于这种离子器件工作过程和生物神经元的递质交互相类似,依赖于内部离子的动态输运过程,因此设计和制备记忆电容器,以及表征内部离子动态输运行为,对于模拟神经形态计算具有重要意义。MXene作为层状二维材料之一,高机械强度、优良导电性以及表面
学位
在序列推荐中,用户冷启动问题极大地阻碍了序列推荐模型对短序列用户的有效兴趣建模,降低了用户的使用体验与平台留存率,是推荐系统中的重点研究课题。用户冷启动问题可以划分为如下两个子问题:(1)极其有限的用户正反馈。短序列用户的历史交互序列极其有限,推荐模型难以从短序列中挖掘出正反馈信息。现今的主要方法借助额外的辅助信息进行信息补足。例如借助用户或者物体的补充信息来筛选相似群体,以及借助跨领域的知识来弥
学位
凸阵换能器是腹部超声成像的重要部件,其电声性能直接关乎成像的分辨率和对比度等。弛豫铁电单晶Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-x Pb Ti O3凭借其远超Pb(Zr1-xTix)O3陶瓷的压电、介电和机电耦合性能在超声换能器应用中有着天然的优势。对于单晶凸阵换能器的研发方面,出于应用的学科知识过多,整体的设计及其复杂,已然成为高端超声设备研发的巨大障壁,近些年来政府出台了鼓励高端医疗设备的自主研发
学位
模拟神经突触晶体管是一种具备大量记忆状态的记忆器件,通过其可控的电导率来模拟神经突触的权重,从而实现和生物突触类似的兴奋性和抑制性。使用半导体器件来模拟神经网络中的行为,能耗高且体积庞大。而基于离子调控的模拟神经突触器件具备丰富的记忆状态,其可控的电导率可用于等效生物突触的权重,远优于电路模拟的方法。因此开发此类器件具有很高的研究价值。另外,石墨烯及其修饰物已经被证实具备很高的机械强度和生物相容性
学位
目前,量子阱红外探测器(QWIPs)由于其波长可调、微纳加工工艺简单成熟、成本低廉、材料均匀性高等优点,已经成为红外探测领域中备受关注的研究热点。这种探测器可以实现对特定波长的红外辐射的高灵敏度检测,且具有无光谱串扰性,在甚长波红外探测和多色探测等领域有着特有的优势。在气体探测领域,QWIPs可以通过调节量子阱材料组分,实现对具有特征吸收谱线或发射谱线的气体的识别探测,如强温室气体SF6的特征吸收
学位
铁电聚合物聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)因其具有柔性、优良的电学性能和良好的生物相容性等优点,在能量收集、电热制冷和传感等领域具有重要应用价值。相较于纯PVDF,基于PVDF的纳米复合材料因其全反式构象(极性压电β相)的含量更高,表现出更加优异的压电性能,预期可以显著提升当前传感与换能器件的性能,获得国际上的广泛关注。然而,目前对于PVDF基纳米复合材料中β
学位
2020年人们制备了一类新颖二维单层半导体材料WSi2N4和Mo Si2N4,具备良好的室温稳定性,还预测了多种同类二维材料,如单层磁性VSi2N4和Nb Si2N4。这类二维材料激发了人们的研究兴趣,主要集中在本征材料的光学、磁学和热电性能等,但对其器件性能研究很少。本文采用量子输运方法研究二维MSi2N4(M=V,W和Nb)异质结的光生电流效应,探讨光电流的自旋输运性质,主要研究内容和结果如下
学位
极化激元束缚在界面,具有突破衍射极限的特性,这使得亚波长尺度下的光调制成为新的可能。随着散射型近场扫描显微镜的纳米级空间分辨成像功能的优化升级,可以轻松的在实空间对极化激元测试和成像,故极化激元成为了微纳光子学的热点研究领域,在光与物质强耦合、增强型共振腔、光波导等领域均有大量物理机制和器件应用研究。近年来,块状范德华晶体剥离得到二维薄膜在技术上已经可以实现,科学研究人员在二维薄膜上发现存在极化激
学位