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給芯片披上“防護(hù)衣” 武科大團(tuán)隊(duì)新成果吸收超過90%的無用電磁波,超過國際水平 環(huán)球熱點(diǎn)評

2023-04-12 16:21:39    來源:湖北日報


(資料圖片)

湖北日報訊(記者張歆、通訊員張虎琛、耿文瀟)無線通信基于特定的電磁波頻段。自然界的電磁波頻段豐富且互相干擾,電視機(jī)屏幕出現(xiàn)雪花點(diǎn)、手機(jī)聽筒傳來雜音等現(xiàn)象都可能是電磁波干擾導(dǎo)致的。要讓通信穩(wěn)定,就需屏蔽無用的電磁波。

4月12日,記者從武漢科技大學(xué)獲悉,該校李享成師生團(tuán)隊(duì)采用磁性吸波材料,設(shè)計(jì)出“FeCoRu”(鐵鈷釕)三元合金薄膜,給芯片披上“防護(hù)衣”,能吸收90%以上無用電磁波,吸波性能超過國際前沿芯片生產(chǎn)公司10個百分點(diǎn)。

鐵和鈷是常見的磁性元素,釕則是一種稀有貴金屬,它在近5年才被科學(xué)家發(fā)現(xiàn)具有室溫鐵磁性。將釕和鐵、鈷結(jié)合制作薄膜并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,有2個難點(diǎn),一是要通過理論計(jì)算獲得釕的最佳摻雜比例,二是要通過裝置改進(jìn)與工藝優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)高密度高取向薄膜的均質(zhì)生產(chǎn)。

經(jīng)過多次計(jì)算模擬與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),釕的摻雜比例在1%左右時,吸收電磁波的效率最高,達(dá)到97%。由于電磁波以固定角度發(fā)射,團(tuán)隊(duì)測算,磁粉實(shí)現(xiàn)分層平行排列時,電磁波通過薄膜時,薄膜吸波效果最好。

“整片磁粉薄膜厚度是200微米,在電子顯微鏡下,它其實(shí)由13層薄膜組成,磁粉也不是顆粒狀的粉末,而是呈現(xiàn)片狀?!眻F(tuán)隊(duì)成員、研三學(xué)生鄔園園介紹,薄膜由三元合金磁粉和樹脂材料粘合而成,磁粉在樹脂中無序排列,互相交錯,會降低電磁波吸收效率。

為了讓磁粉實(shí)現(xiàn)層層堆疊,有序排列,團(tuán)隊(duì)推導(dǎo)“FeCoRu”片狀磁粉的磁場取向,首創(chuàng)“扭矩模型”,通過旋轉(zhuǎn)磁場干預(yù),讓磁粉呈現(xiàn)平行定向排列,并研發(fā)相關(guān)裝置,在薄膜生產(chǎn)中實(shí)時監(jiān)測磁場分布,保證均質(zhì)生產(chǎn)。

據(jù)悉,該科研成果依托于武漢科技大學(xué)省部共建耐火材料與冶金國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,已完成實(shí)驗(yàn)室制備,進(jìn)入工廠中試,下一步著重攻關(guān)薄膜和芯片的集成與封裝。

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