金属/碳纳米胶囊微结构调控及微波频段电致多重介电极化效应研究
结题报告
批准号:
51701037
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
赵晓宁
依托单位:
学科分类:
E0107.金属功能材料
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
李逸兴、刘晓芳、王洁英、张文婷
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中文摘要
磁/介复合型金属/碳纳米胶囊材料因其微结构和成分的电磁匹配构造,展示出优异的宽频段微波吸收特性。然而,一旦其结构、成分给定,其吸波性能也就确定,从而难以适应复杂多变电磁环境的需求。本课题拟通过调控碳壳缺陷密度、种类以及纳米/亚纳米尺度异质界面等,获得金属/碳纳米胶囊的多重介电极化效应。尤其是利用外加电场耦合作用实现对介电极化位点的强度、取向、共振频率等的可逆调控,获得“动态”介电极化和微波吸收特性。进一步,以电子传导理论和微磁学理论阐明外电场协同多重极化效应与复磁导率、复介电常数、和损耗因子等参数之关联,进而探究电场调控纳米胶囊微波吸收的物理机理和结构本源。
英文摘要
Metal/carbon-composed nanocapsules have been proven promising potentials as microwave absorption materials ascribed to the proper electromagnetic matching resulted from an effective combination of heterogeneous magnetic/dielectric components and nanoscale microstructures. However, microwave absorbers are usually designed to solve electromagnetic interferences at a specific frequency, while the requirements may be dynamic during service life. In this proposal, we plan to synthesize the metal/carbon-composed nanocapsules with multimodal dielectric polarizations by optimizing the defective concentration and variety of graphic shells, and the heterogeneous interfaces at nano/sub-nano-scale. In particular through an external electric field coupling these multimodal polarized sites would be further adjusted in order to manipulate the polarization strength, the orientation and the resonant frequency. Based on the classic electron conduction theory and the micromagnetic theory, we would further focus on the understanding of the relationship between the electric-field and the multimodal polarization, the complex permeability, the complex permittivity and the loss factors, as well as the uncovering of their physical mechanisms and the microstructural origins.
本课题以磁/介复合型金属/碳纳米胶囊材料为主要研究对象,研究利用多物理场调控材料介电极化效应,以实现材料电磁波吸收特性的有效调控。利用等离子体电弧放电技术设计制备了铁/碳纳米胶囊,利用外加电场对材料介电极化强度进行调控。研究表明,外电场能够增强金属与碳壳,碳壳间界面多重极化强度,进而促进材料与电磁波相互作用,增加吸收损耗。利用非晶碳和氧化石墨材料设计制备了碳基忆阻器件,发展了光辅助还原和恒电流预制等方法,实现了碳材料中sp2/sp3杂化态的有效调控。研究表明,以团簇形式存在的sp2杂化态能够有效增强薄膜内部的局域电场分布,诱导离子迁移,简化导电通道形成路径,有效提升碳基材料的忆阻可靠性。项目研究取得一系列研究成果,发表SCI论文17篇,申请/授权发明专利4项,完成计划书约定目标,为发展智能型碳基微波吸收材料和碳基忆阻材料提供了技术储备。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Ultralight and high-elastic carbon foam with hollow framework for dynamically tunable electromagnetic interference shielding at gigahertz frequency
具有空心框架的超轻高弹性碳泡沫,用于千兆赫频率动态可调电磁干扰屏蔽
DOI:10.1016/j.carbon.2019.06.037
发表时间:2019-11
期刊:Carbon
影响因子:10.9
作者:Haihua Hu;Tong Gao;Xiaoning Zhao;Jian Zhang;Yanhui Zhang;Gaowu Qin;Xuefeng Zhang
通讯作者:Xuefeng Zhang
Biodegradable Natural Pectin-Based Flexible Multilevel Resistive Switching Memory for Transient Electronics
用于瞬态电子器件的可生物降解的天然果胶柔性多级电阻开关存储器
DOI:10.1002/smll.201803970
发表时间:2019
期刊:Small
影响因子:13.3
作者:Jiaqi Xu;Xiaoning Zhao;Haiyang Xu;Haiyang Xu;Junli Hu;Jiangang Ma;Yichun Liu
通讯作者:Yichun Liu
Ultralight and ultraelastic sponge/Al@Al2O3 nanocomposite with tunable electromagnetic properties
电磁性能可调的超轻超弹性海绵/Al@Al2O3纳米复合材料
DOI:10.1063/1.5031857
发表时间:2018
期刊:Journal of Applied Physics
影响因子:3.2
作者:Xiaoning Zhao;Haopeng Liu;Dianjun Zhang;Yixing Li;Yanhui Zhang;Xuefeng Zhang
通讯作者:Xuefeng Zhang
DOI:10.1109/tmag.2018.2854870
发表时间:2018
期刊:IEEE Transactions on Magnetics
影响因子:2.1
作者:Xiaoning Zhao;Haopeng Liu;Jieyi Yu;Yixing Li;Yanhui Zhang;Xuefeng Zhang
通讯作者:Xuefeng Zhang
Memristors with organic‐inorganic halide perovskites
有机-无机卤化物钙钛矿忆阻器
DOI:10.1002/inf2.12012
发表时间:2019
期刊:Infomat
影响因子:22.7
作者:Xiaoning Zhao;Haiyang Xu;Zhongqiang Wang;Ya Lin;Yichun Liu
通讯作者:Yichun Liu
基于离子“配位效应”的氧化石墨基忆阻功能层及其神经信号驱动器件研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    赵晓宁
  • 依托单位:
基于光还原效应的氧化石墨/二氧化钛复合光电忆阻材料及其视觉仿生器件研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    赵晓宁
  • 依托单位:
国内基金
海外基金