物理所开发出具优异微波吸收特性和磁热效应的多功能材料

在高度集成化的电子系统中，对电子器件的抗电磁干扰和电磁兼容提出了更高要求。传统的高频磁性材料已经不能满足现代通讯对电子器件高频化、小型化的发展和信息传输宽带化的要求，也无法有效解决器件之间严重电磁干扰、电磁污染和热量散发问题。

为抑制严重的电磁干扰问题，需要设计和开发具有优异的电磁波吸收材料。通常采用两种方法实现电磁波的吸收，一是通过反射电磁波的干涉相消，二是通过材料直接吸收电磁波。但材料直接吸收电磁波后将电磁能转化为热能，导致温度升高和红外辐射，这将严重制约其在微波器件和电磁波隐身方面的应用。

中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）磁学国家重点实验室成昭华研究组宋宁宁博士、柯亚娇博士、杨海涛副研究员、张向群副研究员、成昭华研究员等人与沈保根院士、张虎博士合作，系统研究了稀土金属间化合物LaFe11.6Si1.4C0.2H0.7的微波特性和磁热效应。在这种化合物中同时观测到超过42dB的强吸波特性和20Jkg-1K-1的巨大磁熵变，并发现其优异的电磁波吸收特性来源于磁导率和介电常数的匹配。这个发现有望解决吸波材料在电磁吸收过程中的温度升高和红外辐射问题，有助于开发集微波吸收和磁制冷于一体的多功能材料，为开发微波器件和电磁屏蔽的应用提供一种新途径。相关工作已于近期发表在Scientific Reports 3,2291 (2013)上。

以上研究工作得到了科技部“973”项目、国家自然科学基金委和中科院的支持。

图1 电磁波吸收和磁制冷过程示意图

图2.样品厚度和频率对电磁波反射损耗的影响。

图3 磁热效应对温度和磁场的依赖关系

图4.外加磁场对电磁波反射损耗的影响。