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南航《ACS AEM》:利用PECVD法在基板上合成垂直石墨烯纳米壁,作为高效EMI屏蔽材料
出处:材料分析与应用  录入日期:2022-08-15  点击数:2058

  1成果简介
  本文,南京航空航天大学沈鸿烈教授团队、中国科学院上海微系统与信息技术研究所吴天如等研究人员在《ACS Appl. Electron. Mater》期刊发表名为“Synthesis of Vertical Graphene Nanowalls on Substrates by PECVD as Effective EMI Shielding Materials”的论文,研究通过利用等离子体增强化学气相沉积 (PECVD) 方法和优化的等离子体发生器源功率,在基板上制备垂直石墨烯纳米壁 (VGN) 具有相对较快的生长速率(约为5μm·h-1)。
  多孔导电VGNs表现出较好的EMI屏蔽性能。在 8.2-12.4GHz 的频率范围内,厚度为 47.5 μm 的 VGN 的 EMI 屏蔽效能 (SE) 值可以达到 26.2dB。此外,还在Cu泡沫基材上合成了厚度可控的VGN。VGNs和Cu泡沫的结合提高了复合材料的孔隙率和界面耦合效应。通过在铜泡沫上生长厚度约为 20 μm 的 VGN,与原始铜泡沫相比,它们的吸收效率大大提高了 13.8 dB (32.2%)。随后,与原始 Cu泡沫相比,VGNs/Cu泡沫复合薄膜的总 EMI SE提高了13.5 dB (20.8%)。VGN复合材料具有较好的EMI屏蔽性能,为EMI屏蔽的实际应用奠定了基础。
  2图文导读 

 

  图1、VGNs的制备示意图

 

  图2. 不同生长时间的铜泡沫上VGN的SEM图像和 EDS 映射图像

 

  图3. (a-c) 在云母薄膜上制备的 VGN 的 TEM 图像和相应的 SAED 图像;(d-f) 在铜泡沫上合成的 VGN 的 TEM 图像和相应的 SAED 图像;(g) 云母和铜泡沫上 VGN 的拉曼光谱,插图显示 VGN 的 OM 图像;(h, i)图像 (g) 中虚线方块的拉曼I D / I G映射图像。

 

  图4. (a) 不同厚度 VGNs 的 VGNs/Cu 泡沫的孔隙率;(b) 不同厚度的 VGNs/Cu 泡沫的密度;(c-e) Cu泡沫和VGNs/Cu泡沫复合薄膜在X波段频率下的SE T、SE A和SE R ;(f) Cu泡沫和VGNs/Cu泡沫复合膜在X波段频率的SE T、SE A和SE R平均值的比较。

 

  图5. (a) VGNs/Cu泡沫复合薄膜中EMI屏蔽机理示意图;(b) VGNs 和 VGNs/Cu 泡沫薄膜的SE/t与最近报道的用作 EMI 屏蔽材料的复合薄膜的综合比较。
  3小结
  在这项工作中,证明了通过 PECVD 方法在基板上直接生长 VGN。这些发现为开发用于 EMI 屏蔽(包括数据通信、微电子设备和航空航天)的 VGN 及其复合材料铺平了道路。
  文献:

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