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低对称Ni纳米锥阵列的可控制备及高性能微波吸收

摘要：本文研究了一种低对称性的Ni纳米锥阵列的制备方法，并评估了其在微波吸收方面的性能。通过电子束蒸发和磁控溅射相结合的方法，成功制备了低对称Ni纳米锥阵列。通过调节溅射功率、沉积时间和工作气压等工艺参数，得到了具有不同尺寸和密度的Ni纳米锥阵列。研究表明，所制备的Ni纳米锥阵列在8-18GHz频段内具有优异的微波吸收性能，其中最佳的吸收性能可达到-30dB。通过分析Ni纳米锥阵列的电磁特性，发现其高吸收性能与其特殊的形貌和低对称性密切相关。

1.引言

随着无线通信和雷达技术的迅速发展，对微波吸收材料的需求日益增加。传统的吸波材料，如铁碳合金和铁氧体，具有较低的吸收性能和较大的厚度，限制了其在微电子设备中的应用。因此，发展新型的高性能微波吸收材料已成为当前的研究热点。

2.实验方法

本实验采用电子束蒸发和磁控溅射相结合的方法制备低对称Ni纳米锥阵列。首先，在硅基底上进行电子束蒸发，得到一层Ni薄膜。然后，在薄膜上进行磁控溅射，通过控制溅射功率和沉积时间等参数，得到一定尺寸和密度的Ni纳米锥阵列。

3.结果与讨论

通过调节溅射功率、沉积时间和工作气压等参数，制备了具有不同尺寸和密度的Ni纳米锥阵列。扫描电子显微镜（SEM）观察结果表明，所制备的Ni纳米锥阵列具有均匀的形貌和较低的对称性。通过X射线衍射（XRD）分析，确定了Ni纳米锥阵列的晶体结构为fcc结构。进一步通过原子力显微镜（AFM）对Ni纳米锥阵列进行表面形貌观察，获得了其表面粗糙度和颗粒尺寸的信息。

通过对制备的Ni纳米锥阵列进行微波吸收性能测试，发现其具有优异的吸波性能。在8-18GHz频段内，所制备的Ni纳米锥阵列的吸收性能优于传统吸波材料。其中，最佳的吸收性能可达到-30dB。这种高吸收性能可以归因于Ni纳米锥阵列的低对称性和特殊的形貌。通过分析Ni纳米锥阵列的电磁特性，发现其表现出较高的电阻损耗和复杂的多重反射和散射效应，使得微波能在其内部有效地被吸收。

4.结论

本研究成功制备了一种低对称性的Ni纳米锥阵列，并评估了其在微波吸收方面的性能。实验结果表明，所制备的Ni纳米锥阵列具有优异的吸波性能，其最佳吸收性能可达到-30dB。这种高吸收性能可以归因于其低对称性和特殊的形貌。这种低对称Ni纳米锥阵列在微电子设备和无线通信中具有广泛的应用前景。

关键词：低对称性，Ni纳米锥阵列，微波吸收，电子束蒸发，磁控溅通过本研究，我们成功制备了一种具有低对称性的Ni纳米锥阵列，并对其在微波吸收方面的性能进行了评估。实验结果表明，所制备的Ni纳米锥阵列具有优异的吸波性能，其最佳吸收性能可达到-30dB。这种高吸收性能可以归因于其低对称性和特殊的

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