近日，西安电子科技大学物理学院青年教师刘骄龙在电磁波吸收领域取得重要进展，在材料领域期刊《Nano-Micro Letters》和《Advanced Functional Materials》先后发表两篇最新研究成果“Defects-Rich Heterostructures Trigger Strong Polarization Coupling in Sulfides/Carbon Composites with Robust Electromagnetic Wave Absorption”和“Selective Ions Exchange Reactions Endow Defective Heterovalent Copper-Based Selenides With Enhanced Dielectric Polarization Response”，西安电子科技大学物理学院为第一单位。
随着5G/6G技术的发展，依靠电磁波作为信息载体的电子设备被广泛应用于民用及军事领域。然而，电磁波在促进人类社会发展的同时，也带来了不容忽视的辐射污染。电磁波吸收材料（简称吸波材料）可以吸收投射到它表面的电磁波能量，并通过材料的耗散机制转换为热能等其他形式，从而达到有效吸收和衰减电磁波的目的。例如，吸波材料可用于笔记本电脑、智能手机等电子设备的电磁屏蔽和人员的电磁防护等。因此，发展高性能吸波材料具有重要意义和社会价值，已成为众多国内外科学家的研究热点。
第一篇论文针对传统方法难以实现缺陷型异质结的精细构筑，以及微观电磁极化耦合机理不清晰的科学问题，创新提出了一种新颖的卡拉胶辅助阳离子调控（CACR）策略。源于硫化物可控的空位形成能和强的硫化物-碳载体相互作用，该策略可以诱导一系列硫化物纳米粒子原位固定在碳基质表面，从而实现硫化物/碳复合材中富含缺陷的异质结构的精细构筑。这些界面硫空位首次被发现可以增强异质界面处的电子积累/消耗能力，同时诱导电子结构的局部不对称以引起大的偶极矩，最终导致强的极化耦合（即缺陷型界面极化）。研究人员首次通过理论计算和实验研究直观地证实了界面硫空位的此种“双面神效应”，为先进吸波材料的设计和研发提供了理论指导。值得注意的是，这种CACR策略简单、灵活、可控，有望应用到除硫化物以外的其他纳米功能材料的理性设计和高效制备。
第二篇论文针对现有硒化物吸波材料介电极化响应弱和有效吸收频带窄的科学难题，创新性的提出了选择性离子交换构筑“缺陷型异价硒化物”的设计概念，并首次揭示了其极化位点对介电极化响应能力的作用机制，在高频微波范围内获得了高效、宽频的硒化物吸波材料。以铜基硒化物为研究对象，研究人员发现不同金属阳离子在不同阴离子反应体系下具有不同的离子交换能力。通过选择性的改变金属离子浓度比和离子交换反应时间，研究人员实现了对材料异质界面、Cu+/Cu2+电子结构配置和硒空位浓度的可控调节，进而达到优化材料极化位点和微波吸收性能的目的。该项工作突破了传统合成方法的局限性，开辟了一种崭新的方法用于制备复杂的缺陷型纳米功能材料和器件，并有望应用到能量存储和转换、光催化、传感、热电和环境修复等其他领域。
论文链接：
[1] https://doi.org/10.1007/s40820-024-01515-0
