成果簡介

本文，南京航空航天大學沈鴻烈教授團隊、中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所吳天如等研究人員在《ACS Appl. Electron. Mater》期刊發(fā)表名為“Synthesis of Vertical Graphene Nanowalls on Substrates by PECVD as Effective EMI Shielding Materials”的論文，研究通過利用等離子體增強化學氣相沉積 (PECVD) 方法和優(yōu)化的等離子體發(fā)生器源功率，在基板上制備垂直石墨烯納米壁 (VGN) 具有相對較快的生長速率（約為5μm·h-1）。

多孔導電VGNs表現(xiàn)出較好的EMI屏蔽性能。在 8.2-12.4GHz 的頻率范圍內(nèi)，厚度為 47.5 μm 的 VGN 的 EMI 屏蔽效能 (SE) 值可以達到 26.2dB。此外，還在Cu泡沫基材上合成了厚度可控的VGN。VGNs和Cu泡沫的結(jié)合提高了復合材料的孔隙率和界面耦合效應。通過在銅泡沫上生長厚度約為 20 μm 的 VGN，與原始銅泡沫相比，它們的吸收效率大大提高了 13.8 dB (32.2%)。隨后，與原始 Cu泡沫相比，VGNs/Cu泡沫復合薄膜的總 EMI SE提高了13.5 dB (20.8%)。VGN復合材料具有較好的EMI屏蔽性能，為EMI屏蔽的實際應用奠定了基礎。

圖文導讀

圖1、VGNs的制備示意圖

圖2. 不同生長時間的銅泡沫上VGN的SEM圖像和 EDS 映射圖像

圖3. (a-c) 在云母薄膜上制備的 VGN 的 TEM 圖像和相應的 SAED 圖像；(d-f) 在銅泡沫上合成的 VGN 的 TEM 圖像和相應的 SAED 圖像；(g) 云母和銅泡沫上 VGN 的拉曼光譜，插圖顯示 VGN 的 OM 圖像；(h, i)圖像 (g) 中虛線方塊的拉曼I D / I G映射圖像。

圖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泡沫復合薄膜在X波段頻率下的SE T、SE A和SE R ；(f) Cu泡沫和VGNs/Cu泡沫復合膜在X波段頻率的SE T、SE A和SE R平均值的比較。

圖5. (a) VGNs/Cu泡沫復合薄膜中EMI屏蔽機理示意圖；(b) VGNs 和 VGNs/Cu 泡沫薄膜的SE/t與最近報道的用作 EMI 屏蔽材料的復合薄膜的綜合比較。

小結(jié)

在這項工作中，證明了通過 PECVD 方法在基板上直接生長 VGN。這些發(fā)現(xiàn)為開發(fā)用于 EMI 屏蔽（包括數(shù)據(jù)通信、微電子設備和航空航天）的 VGN 及其復合材料鋪平了道路。

文獻：

https://doi.org/10.1021/acsaelm.2c00670