【聚焦光谱】Small：手性-介电-磁三位一体低频微波吸收复合材料

近日，大连理工大学物理学院潘路军教授团队在《Small》期刊发表题为《Construction of Chiral-Magnetic-Dielectric Trinity Structures with Different Magnetic Systems for Efficient Low-Frequency Microwave Absorption》的研究论文。

本研究选择FeCo、CoNi、FeNi和FeCoNi四种磁性金属分别与手性模板结合，得到四种形貌相似的手性-介电-磁性复合材料。CNC模板使所有复合材料具有优异的介电损耗。进一步的磁导率分析和微磁学仿真证实，通过特定的磁共振模式和磁畴运动来改变磁系统，可以很好地调节频率响应区域。该研究为手性-介电-磁三位一体低频微波吸收复合材料的设计提供了进一步的指导。

这篇研究得到国家自然科学基金项目[基金编号:52272288和51972039]和中国博士后科学基金项目[基金编号: 2021M700658]的资助以及大连理工大学仪器分析中心的协助。

图一：CN, FC, FN和FCN复合材料的合成过程示意图。

图二：CN, FC, FN, FCN复合材料的SEM图像。

图三：CN, FC, FN, FCN复合材料的TEM图像。

图四：a) XRD谱图，b)拉曼光谱，c) CN、FC、FN和FCN复合材料的室温磁滞回线;d) CN, e) FC, f) FN, g) FCN复合材料阻抗匹配等值线图。

样品的拉曼光谱进一步显示了碳组分的石墨化程度。在1340cm^-1和1580 cm^-1处的两个拉曼峰分别对应于碳复合材料的D和G波段。一般来说，G带代表sp2杂化石墨晶格的振动，D带代表石墨晶格中缺陷的振动。D波段与G波段的强度比(ID/IG)反映了复合材料的石墨化程度。总体而言，所有复合材料的ID/IG值都很高(图4b)，表明碳组分的石墨化程度较低，这与XRD结果一致。

图五：a、e) CN, b、f) FC, c、g) FN, d、h) FCN复合材料的三维RL值及其投影图；i) CN、FC、FN和FCN复合材料的最小RL值和最大EAB值；j) CN、FC、FN、FCN复合材料的最小RL曲线；k)最小RL_L/填充比和最大EAB_L/填充比与最近文献报道的其他碳/磁基吸收剂的比较。

图六：a)介电常数实部，b)介电常数虚部，c) CN、FC、FN和FCN复合材料的电导率;d) CN, e) FC, f) FN, g) FCN复合材料的Cole-Cole图;H)样品介电损耗机理示意图。

图七：a)磁导率实部，b)磁导率虚部，c) CN、FC、FN、FCN复合材料的涡流感应系数，d) CN、FC、FN和FCN复合材料的微磁模拟，e)手性分布模式和f)线性分布模式的微磁仿真。

潘路军，大连理工大学物理学院教授，博士生导师。1988年于西安交通大学电气工程系电气绝缘技术专业本科毕业；1994年赴日本大阪府立大学工学部电子物理专业留学。2000年获博士学位并留校担任助理教授，其间兼任日本科学技术振兴机构（JST）及日本新能源和产业技术综合开发机构（NEDO）研究员；2007年底回国工作，受聘大连理工大学教授，博士生导师。历任物理与光电工程学院光电工程系主任、物理与光电实验中心主任、光学学科点负责人。近5年在《Advanced Functional Materials》、《Nano Energy》、《Nano-Micro Letters》、《Energy Storage Materials 》、《Chemical Engineering Journal 》、《Small》、《Carbon》等国际著名纳米期刊上发表论文80余篇；主编《基础光学》，参编《ディスプレイ材料と機能性色素（显示器材料和机能色素）》、《フィールドエミッションディスプレイ（场发射型显示器）》、《Handbook of Nano Carbon （纳米碳手册）》。

本研究拉曼光谱数据采用的北京卓立汉光仪器有限公司Finder 930系列全自动化拉曼光谱分析系统检测，如需了解产品，欢迎咨询。