可扩展的高导电性2D NbSe2单层的生产,具有优越的电磁干扰屏蔽性能
Yong Li1, Jianyun Cao1, Guoliang Chen2,3
1Yunnan Key Laboratory of Electromagnetic Materials and Devices, School of Materials and Energy, Yunnan University, Kunming 650500, P. R. China.
ACS applied materials & interfaces
|January 29, 2024
概括
通过电化学剥落来大规模生产二化 (NbSe2) 单层,可以实现先进的电磁干扰 (EMI) 屏蔽. 与现有材料相比,这些柔性薄膜提供了更高的导电性和屏蔽效果.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
背景情况:
- 薄,灵活和导电薄膜对于电磁干扰 (EMI) 屏蔽应用至关重要.
- 二维 (2D) 二化 (NbSe2) 单层具有高电导率,但在可扩展,高质量的生产中面临挑战.
- 像MXenes和减少氧化石墨烯这样的现有材料在EMI屏蔽的性能或可扩展性方面存在局限性.
研究的目的:
- 开发一种可扩展和高产率的方法来生产NbSe2单层.
- 研究NbSe2单层用于EMI屏蔽的可加工性和性能.
- 为了提高NbSe2膜的电导率和EMI屏蔽效果.
主要方法:
- 用电化学方法对片NbSe2粉末进行脱皮,以产生单层.
- 将NbSe2单层的溶液加工成像独立片这样的宏观结构.
- 热,以减少层间距离,提高导电性.
- 电导率和EMI屏蔽效率 (SE) 的表征.
主要成果:
- 成功大规模生产 (几十克) 具有高产率 (>75%) 和大侧面尺寸 (>20微米) 的NbSe2单层.
- 单层NbSe2片在有机溶剂中可分散,并可加工成各种形式.
- 热增强了电导率至1.16 × 10^6 S m^-1,超过了MXenes和减少了氧化石墨烯.
- 优化的5微米NbSe2薄膜达到65dBSE,而48微米薄膜达到>110dB.
- 带有隔热间层的2微米层膜显示出85 dB SE,优于20微米单层膜.
结论:
- 电化学脱皮为可扩展的NbSe2单层生产提供了可行的途径.
- NbSe2单层为高性能EMI屏蔽应用提供了极好的潜力.
- 开发的材料和加工技术为超越EMI屏蔽的各种应用铺平了道路.
