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東北大學(xué)金屬單原子復(fù)合材料研究取得重要進展
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東北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院秦高梧教授研究團隊在金屬單原子復(fù)合材料研究中取得重要進展。其研究成果“Gigahertz DielectricPolarization of Substitutional Single Niobium Atoms in Defective GraphiticLayers”已在物理學(xué)期刊Phys.Rev.Lett.上發(fā)表。
當(dāng)材料的尺度降低到單原子尺度時，與普通納米材料相比，其表面原子占有率超過90%，具有極高的活潑性、獨特的物理化學(xué)性質(zhì)以及在技術(shù)方面潛在的諸多應(yīng)用。研究團隊發(fā)揮材料、物理和化學(xué)的多學(xué)科交叉優(yōu)勢，自主設(shè)計了具有高冷卻能力的直流電弧等離子體裝備，據(jù)此合成了具有單原子尺度的金屬鈮-石墨復(fù)合材料。
論文作者、材料科學(xué)與工程學(xué)院張雪峰教授與美國橡樹嶺國家實驗室等單位合作，利用低電壓高分辨電子顯微技術(shù)對該復(fù)合材料進行無損表征，揭示了氣態(tài)到單原子態(tài)形成過程的物理本質(zhì)。該項工作以實驗為基礎(chǔ)，理論模擬為輔助進一步確定了材料微觀結(jié)構(gòu)與電磁特性之關(guān)聯(lián)，在國際上發(fā)現(xiàn)了過渡金屬單原子鈮-石墨復(fù)合材料獨特的GHz頻段介電極化效應(yīng)和介電損耗特性，同時在理論上預(yù)測了該種現(xiàn)象也可能存在于其他的過渡金屬摻雜碳復(fù)合材料中。此項研究成果為高頻段介電損耗材料設(shè)計開辟了新的方向，在集成電路消除高頻電磁干涉和軍用隱身武器等領(lǐng)域均有很好的應(yīng)用前景。
該科研成果的取得，實現(xiàn)了東北大學(xué)在PRL上以作者、單位發(fā)表論文零的突破。
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