低對稱Ni納米錐陣列的可控制備及高性能微波吸收

摘要：本文研究了一種低對稱性的Ni納米錐陣列的制備方法，并評估了其在微波吸收方面的性能。通過電子束蒸發(fā)和磁控濺射相結(jié)合的方法，成功制備了低對稱Ni納米錐陣列。通過調(diào)節(jié)濺射功率、沉積時(shí)間和工作氣壓等工藝參數(shù)，得到了具有不同尺寸和密度的Ni納米錐陣列。研究表明，所制備的Ni納米錐陣列在8-18GHz頻段內(nèi)具有優(yōu)異的微波吸收性能，其中最佳的吸收性能可達(dá)到-30dB。通過分析Ni納米錐陣列的電磁特性，發(fā)現(xiàn)其高吸收性能與其特殊的形貌和低對稱性密切相關(guān)。

1.引言

隨著無線通信和雷達(dá)技術(shù)的迅速發(fā)展，對微波吸收材料的需求日益增加。傳統(tǒng)的吸波材料，如鐵碳合金和鐵氧體，具有較低的吸收性能和較大的厚度，限制了其在微電子設(shè)備中的應(yīng)用。因此，發(fā)展新型的高性能微波吸收材料已成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

2.實(shí)驗(yàn)方法

本實(shí)驗(yàn)采用電子束蒸發(fā)和磁控濺射相結(jié)合的方法制備低對稱Ni納米錐陣列。首先，在硅基底上進(jìn)行電子束蒸發(fā)，得到一層Ni薄膜。然后，在薄膜上進(jìn)行磁控濺射，通過控制濺射功率和沉積時(shí)間等參數(shù)，得到一定尺寸和密度的Ni納米錐陣列。

3.結(jié)果與討論

通過調(diào)節(jié)濺射功率、沉積時(shí)間和工作氣壓等參數(shù)，制備了具有不同尺寸和密度的Ni納米錐陣列。掃描電子顯微鏡（SEM）觀察結(jié)果表明，所制備的Ni納米錐陣列具有均勻的形貌和較低的對稱性。通過X射線衍射（XRD）分析，確定了Ni納米錐陣列的晶體結(jié)構(gòu)為fcc結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步通過原子力顯微鏡（AFM）對Ni納米錐陣列進(jìn)行表面形貌觀察，獲得了其表面粗糙度和顆粒尺寸的信息。

通過對制備的Ni納米錐陣列進(jìn)行微波吸收性能測試，發(fā)現(xiàn)其具有優(yōu)異的吸波性能。在8-18GHz頻段內(nèi)，所制備的Ni納米錐陣列的吸收性能優(yōu)于傳統(tǒng)吸波材料。其中，最佳的吸收性能可達(dá)到-30dB。這種高吸收性能可以歸因于Ni納米錐陣列的低對稱性和特殊的形貌。通過分析Ni納米錐陣列的電磁特性，發(fā)現(xiàn)其表現(xiàn)出較高的電阻損耗和復(fù)雜的多重反射和散射效應(yīng)，使得微波能在其內(nèi)部有效地被吸收。

4.結(jié)論

本研究成功制備了一種低對稱性的Ni納米錐陣列，并評估了其在微波吸收方面的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所制備的Ni納米錐陣列具有優(yōu)異的吸波性能，其最佳吸收性能可達(dá)到-30dB。這種高吸收性能可以歸因于其低對稱性和特殊的形貌。這種低對稱Ni納米錐陣列在微電子設(shè)備和無線通信中具有廣泛的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：低對稱性，Ni納米錐陣列，微波吸收，電子束蒸發(fā)，磁控濺通過本研究，我們成功制備了一種具有低對稱性的Ni納米錐陣列，并對其在微波吸收方面的性能進(jìn)行了評估。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所制備的Ni納米錐陣列具有優(yōu)異的吸波性能，其最佳吸收性能可達(dá)到-30dB。這種高吸收性能可以歸因于其低對稱性和特殊的