近日,我校材料科學與工程學院青年教師張世杰博士在國際著名期刊《Advanced Functional Materials》(IF = 18.5)上發表了題為“Hierarchical Engineering on Built-In Electric Field of Bimetallic Zeolitic Imidazolate Derivatives towards Amplified Dielectric Loss” (DOI:10.1002/adfm.202413884) 的研究型論文。張世杰博士為該論文的第一作者,研究生鄭嘉俊為共同一作,趙志偉教授為第一通訊作者,青島大學吳廣磊教授為共同通訊作者,河南工業大學為第一署名和通訊單位。
異質界面內建電場(BIEF)效應可以改善界面極化損耗,在吸波材料開發中受到了廣泛的關注。雖然BIEF能夠在一定程度上改善材料的吸波性能,但提高的程度有限,而且受到其模糊機制的制約,基于Mott-Schottky異質結構的高效吸波材料很少被報道,因此詳細闡明BIEF對電磁響應的機制及放大BIEF對于吸波性能的影響對于BIEF型吸波材料的發展至關重要。基于此,作者設計并構建了不同的含有Mott-Schottky異質結的介電體系。通過將CuZn-ZIFs和rGO的有機結合,并通過適當的燒結過程,制備了具有Cu-ZnO Mott-Schottky異質結的MS、Cu-ZnO嵌入中空結構的HMS、雙重Mott-Schottky異質結構的MS-G,及具有中空結構和雙重Mott-Schottky異質結構的HMS-G。中空結構和增強的BIEF效應能夠顯著優化體系的電導率及增強電荷分離和反向電荷分布。在兩種效應的協同增強下,HMS-G表現出優異的電磁波吸收性能。在匹配厚度僅為1.6 mm時,其最小反射損耗值(RLmin)和最大吸收帶寬(EAB10)分別達到了-46.29 dB和7.6 GHz。同時雷達散射截面(RCS)結果表明HMS-G的RCS減小了31.62 dB m2。

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該研究工作得到了國家自然科學基金項目(52302362和52274362)的資助,以及新型金屬陶瓷基復合材料科研平臺和團隊的支持。近年來,學院高度重視科研平臺和團隊建設,全力支持廣大教師尤其青年教師開展各項科研工作,在重要科研領域取得了顯著的科研業績。該研究成果作為電磁波吸收領域的重要突破,將助力我校“雙一流”創建,提升我校材料科學及相關學科在國際上的學術知名度和影響力。