多维Sb2 S3 @MoS2 异质结的电磁波吸收性能研究:界面工程与协同损耗机制的突破

【字体: 时间:2025年06月13日 来源:Materials Today Nano 8.2

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  为解决电磁污染问题,研究人员通过水热法构建了1D Sb2 S3 纳米棒与2D MoS2 纳米片的多维异质结(Sb2 S3 @MoS2 )。该材料在5:5摩尔比下实现最小反射损耗(RLmin )?48.09 dB(2.60 mm)和最大有效吸收带宽(EAB)4.00 GHz(11.52–15.52 GHz),其优异性能源于界面极化、多重散射及阻抗匹配的协同作用,为低维吸波材料的开发提供了新思路。

  

随着现代电子设备的普及,电磁污染已成为威胁人类健康的隐形杀手。传统吸波材料如MOF(金属有机框架)和MXene(二维过渡金属碳化物)虽性能优异,却因高昂成本和复杂工艺难以大规模应用。低维材料如Sb2
S3
(锑硫化物)和MoS2
(二硫化钼)凭借独特的结构和可调控的介电特性成为研究热点,但其稳定性差、导电率低等问题制约了实际应用。为此,江苏某高校的研究团队通过巧妙的界面工程设计,将1D棒状Sb2
S3
与2D片状MoS2
复合,成功制备出多维Sb2
S3
@MoS2
异质结,相关成果发表于《Materials Today Nano》。

研究团队采用分步水热法:首先合成Sb2
S3
纳米棒,再通过二次水热反应在其表面生长MoS2
纳米片,形成核壳结构。通过调节Sb2
S3
与MoS2
的摩尔比(6:4、5:5、4:6),系统优化了材料的电磁参数。

结果与讨论

  1. 材料合成与表征:XRD和SEM证实了异质结的成功构建,MoS2
    纳米片均匀包覆在Sb2
    S3
    表面,形成丰富的异质界面。
  2. 电磁性能分析:5:5比例的样品(S2)表现出最优阻抗匹配,其RLmin
    达?48.09 dB(10.08 GHz,2.60 mm),EAB覆盖Ku波段(11.52–15.52 GHz)。
  3. 机理研究:界面极化(Interfacial Polarization)和多重散射是性能提升的关键,MoS2
    的引入显著提高了导电损耗(Conductive Loss)。

结论与意义
该研究通过多维异质结设计,实现了低维材料稳定性与吸波性能的协同提升,为开发高效、低成本吸波材料提供了新范式。未来可通过组分调控进一步拓展其在5G通信和军事隐身等领域的应用。

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