武汉科技大学团队给芯片披上“防护衣”,能吸收90%以上无用电磁波

4月12日从武汉科技大学获悉,该校李享成师生团队采用磁性吸波材料,设计出“FeCoRu”(铁钴钌)三元合金薄膜,给芯片披上“防护衣”,能吸收90%以上无用电磁波,吸波性能超过国际前沿芯片生产公司10个百分点。

无线通信基于特定的电磁波频段。自然界的电磁波频段丰富且互相干扰,电视机屏幕出现雪花点、手机听筒传来杂音等现象,都可能是电磁波干扰导致的。要让通信稳定,就需屏蔽无用的电磁波。

铁和钴是常见的磁性元素,钌则是一种稀有贵金属,近5年才被科学家发现具有室温铁磁性。将钌和铁、钴结合制作薄膜并实现产业化,有两个难点,一是要通过理论计算获得钌的最佳掺杂比例,二是要通过装置改进与工艺优化,实现高密度高取向薄膜的均质生产。

在武汉科技大学,李享成师生团队经过多次计算模拟与实验验证发现,钌的掺杂比例在1%左右时,吸收电磁波的效率最高,达到97%。由于电磁波以固定角度发射,团队测算,磁粉实现分层平行排列时,电磁波通过薄膜时,薄膜吸波效果最好。

“整片磁粉薄膜厚度是200微米,在电子显微镜下,它其实由13层薄膜组成,磁粉也不是颗粒状的粉末,而是呈现片状。”团队成员、研三学生邬园园介绍,薄膜由三元合金磁粉和树脂材料黏合而成,磁粉在树脂中无序排列,互相交错,会降低电磁波吸收效率。

为了让磁粉实现层层堆叠,有序排列,该团队推导“FeCoRu”片状磁粉的磁场取向,首创“扭矩模型”,通过旋转磁场干预,让磁粉呈现平行定向排列,并研发相关装置,在薄膜生产中实时监测磁场分布,保证均质生产。

据悉,该科研成果依托于武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,已完成实验室制备,进入工厂中试,下一步着重攻关薄膜和芯片的集成与封装。

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