青岛科技大学 李镇江/张猛 AFM： 调节氧空位增强偶极子和界面极化以实现SiC@MnO2纳米复合材料的高效电磁波吸收

第一作者： Yukun Miao

通讯作者： 李镇江、 张猛

通讯单位： 青岛科技大学

目前，原子尺度缺陷工程已成为精确调节半导体电子结构固有特性的主要策略。然而，缺陷引入过程中的并发现象和因素限制了研究人员对各种过渡金属氧化物中所需缺陷、电磁参数和电磁波吸收之间相关性的理解。

在本研究中，通过水热法在 SiC 纳米线载体表面制备了 MnO ₂ 纳米针阵列，然后通过简单的煅烧工艺成功地将氧空位引入到制备的样品中。

要点 1. 本研究展示了一种缺陷驱动的相变策略，以协同优化二氧化氮基电磁波（ EMW ）吸收剂的氧空位浓度和异质界面工程。在空位偶极极化和推导出的 MnO ₂ @Mn ₃ O ₄ 异质界面极化的协同作用下，最优样品在匹配厚度为 1.90 mm 时，反射损耗最小（ RLmin ）为 - 47.96 dB ，在匹配厚度为 2.02 mm 时，有效吸收带宽（ EAB ）为 6.40 GHz ，覆盖整个 Ku 波段。

要点 2 . 系统表征表明，增加煅烧温度（ 400-500 ° C ）会触发 MnO ₂ 中的氧空位枯竭，同时原位相变为 Mn ₃ O ₄ ，形成自进化的 MnO ₂ /Mn ₃ O ₄ 异质界面，其电子结构可由初始空位浓度控制。由于氧空位诱导的偶极极化、异质界面介导的界面极化和空位增强的电荷输移导致的电导率损失的协同作用。

图 2 ： a-c) SiC@MnO ₂ 纳米复合材料的典型 SEM 图像。 d) 典型 TEM 图像。 e) SAED 模型图。 f-i) Si ， C, Mn ， O 元素映射。 j,k) 代表性 TEM 图像。 l) SiC@MnO ₂ 纳米复合材料的 HRTEM 图像和 m) HAADF-STEM 图像。 n) SiC@MO-T400 样品 HRTEM 图。 o,p) SiC@MO-T450 样品的 HRTEM 图。 q,r) SiC@MO-T500 样品的 HRTEM 图。 s,t) SiC@MO-T400 和 SiC@MOT450 样品的 HAADF-STEM 图像。

图 4 ： a-c) SiC@MO-T400 、 SiC@MO-T450 、 SiC@MO-T500 的业绩预测。 d) 性能雷达图。 e) 综合绩效对比图。 f) RL 与厚度的关系。 g) 同类型样品 EAB 对比图。 h)RCS 曲线图。 i,j) 飞机在最优频率下的 RCS 仿真值。

参考文献： Yukun Miao, Anguo Cui, Chang Wang. et al. Regulating Oxygen Vacancies to Enhance Dipole and Interface Polarization for Highly Efficient Electromagnetic Wave Absorption in SiC@MnO ₂ Nanocomposites. Advanced Functional Materials . (202 5 ).

文献链接：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202503394

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