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東北大學金屬單原子復合材料研究取得重要進展
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東北大學材料科學與工程學院秦高梧教授研究團隊在金屬單原子復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”已在物理學期刊Phys.Rev.Lett.上發(fā)表。
當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、物理和化學的多學科交叉優(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-石墨復合材料。
論文作者、材料科學與工程學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，同時在理論上預測了該種現(xiàn)象也可能存在于其他的過渡金屬摻雜碳復合材料中。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)了東北大學在PRL上以作者、單位發(fā)表論文零的突破。
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