Healthy Research Rewards
ResearchHub is incentivizing healthy research behavior. At this time, first authors of open access papers are eligible for rewards. Visit the publications tab to view your eligible publications.
Got it
KP
Ke Pei
Author with expertise in Metamaterials and Negative Refraction
Achievements
Cited Author
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
11
(27% Open Access)
Cited by:
2,470
h-index:
39
/
i10-index:
75
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Enhanced Microwave Absorption Performance from Magnetic Coupling of Magnetic Nanoparticles Suspended within Hierarchically Tubular Composite

Zhengchen Wu et al.May 6, 2019
Abstract The microwave absorption (MA) performance of carbon materials is severely hindered by their drawbacks of lacking magnetic loss ability and mismatched electromagnetic impedance. In this work, utilizing sustainable biomass kapok as a template, the hierarchically tubular C/Co nanoparticle composite is rationally constructed to acquire the enhanced MA performance for the first time. The fruit‐tree‐like hierarchical structure is composed from a “trunk” of kapok‐derived carbon microtubes, a “branch” of entangled carbon nanotubes, and “fruit” of Co nanoparticles embedded in the nanotubes. Such a hierarchically tubular structure offers the composite: i) a submillimeter‐scale 3D magnetic coupling network and reinforced magnetic loss ability, ii) a hierarchical dielectric carbon network, iii) better matched impedance, confirmed by the off‐axis electron holography and micromagnetic simulation. Accordingly, the as‐prepared hierarchically tubular carbon composite demonstrates impressive MA performance, with a maximum reflection loss of as much as −52.3 dB and a broad absorption bandwidth of 5.1 GHz. These encouraging achievements light the way to the development of the hierarchical microstructure of magnetic absorbents.
0

Multidimension‐Controllable Synthesis of MOF‐Derived Co@N‐Doped Carbon Composite with Magnetic‐Dielectric Synergy toward Strong Microwave Absorption

Mengqiu Huang et al.Mar 17, 2020
Abstract Metal–organic framework (MOF) is highly desirable as a functional material owing to its low density, tunable pore size, and diversity of coordination formation, but limited by the poor dielectric properties. Herein, by controlling the solvent and mole ratio of cobalt/linker, multidimension‐controllable MOF‐derived nitrogen‐doped carbon materials exhibit tunable morphology from sheet‐, flower‐, cube‐, dodecahedron‐ to octahedron‐like. Tunable electromagnetic parameters of Co@N‐doped carbon composites (Co@NC) can be obtained and the initial MOF precursor determines the distribution of carbon framework and magnetic cobalt nanoparticles. Carbonized Co@NC composites possess the following advantages: i) controllable dimension and morphology to balance the electromagnetic properties with evenly charged density distribution; ii) magnetic‐carbon composites offer plenty of interfacial polarization and strong magnetic coupling network; iii) a MOF‐derived dielectric carbon skeleton provides electronic transportation paths and enhances conductive dissipation. Surface‐mediated magnetic coupling reflects the stray magnetic flux field, which is corroborated by the off‐axis electron holography and micro‐magnetic simulation. Optimized octadecahedral Co@NC sample exhibits the best microwave absorption (MA) of −53.0 dB at the thickness of 1.8 mm and broad effective frequency from 11.4 to 17.6 GHz (Ku‐band). These results pave the way to fabricate high‐performance MA materials with balanced electromagnetic distribution and controlled morphology.
0

Magnetic vortex core-shell Fe3O4@C nanorings with enhanced microwave absorption performance

Xiao Wang et al.Oct 16, 2019
Fabricating microwave absorbers (MA) with strong attenuation capability and lightweight is still a challenge problem, which limit their further applications in our daily life. Herein, magnetic vortex core-shell Fe3O4@C nanorings (FNR-C) with excellent microwave absorption property have been successfully prepared by a facile strategy. Electron holography analysis is carried out to detect the magnetic vortex structure of FNR-C. Furthermore, the microwave absorption properties of these samples are investigated in terms of complex permittivity and permeability. The FNR-C exhibits a strong reflection loss value of −61.54 dB at 16.9 GHz with a thickness of 1.50 mm and a low filling ratio of 25%. It’s the first time to take magnetic vortex into discussion. The unexceptionable attenuation ability is mainly attributed to the eddy current loss enhanced by combination of confinement vortex and strain-driven vortex. Besides, thanks to the dielectric feature of carbon, the Fe3O4 core is beneficial for the impedance match. Our findings provide a guidance to the development of [email protected] hybrid materials with excellent microwave absorption property from the perspective of magnetic vortex.
0

Self-Assembly-Magnetized MXene Avoid Dual-Agglomeration with Enhanced Interfaces for Strong Microwave Absorption through a Tunable Electromagnetic Property

Xiao Li et al.Nov 4, 2019
Multilayered microwave absorbers which can provide massive interfaces are highly needed for electromagnetic-wave absorption property enhancement. Meanwhile, how to effectively avoid agglomeration and further widen the absorption band is still a challenge. Herein, accordion-like magnetized MXene/Ni composites were fabricated by the electrostatic self-assembly interaction between multilayer MXene and Ni(OH)2 nanoplates and subsequent in situ reduction in the H2/Ar atmosphere. Ni nanoparticles were uniformly distributed without magnetic agglomeration between the multilayered gaps of the adjacent 2D (2 dimension) MXene (Ti3C2Tx) of MXene/Ni nanocomposites (magnetized MXene), which hold the distinct absorption performance that the reflection loss maximum measures up to -50.5 dB at 5.5 GHz. Moreover, dynamic magnetic response of the magnetized MXene absorber was first researched by the electron holography analysis. The related key mechanism includes the enhanced magnetic loss, less dual-agglomeration (multilayer MXene itself and magnetic agglomeration), and more interfaces and intrinsic defects for related polarization. A broadened absorption bandwidth can further be obtained by changing the mass ratio of MXene to Ni that possesses the widest absorption bandwidth of 5.28 GHz. This work provides a new route for the balance among strong absorption intensity, tunable electromagnetic properties, and wide absorption bandwidth of the MXene-based nanocomposites.
0

Stacking selected polarization switching and phase transition in vdW ferroelectric α-In2Se3 junction devices

Yuyang Wu et al.Dec 2, 2024
The structure and dynamics of ferroelectric domain walls are essential for polarization switching in ferroelectrics, which remains relatively unexplored in two-dimensional ferroelectric α-In2Se3. Interlayer interactions engineering via selecting the stacking order in two-dimensional materials allows modulation of ferroelectric properties. Here, we report stacking-dependent ferroelectric domain walls in 2H and 3R stacked α-In2Se3, elucidating the resistance switching mechanism in ferroelectric semiconductor-metal junction devices. In 3R α-In2Se3, the in-plane movement of out-of-plane ferroelectric domain walls yield a large hysteresis window. Conversely, 2H α-In2Se3 devices favor in-plane domain walls and out-of-plane domain wall motion, producing a small hysteresis window. High electric fields induce a ferro-paraelectric phase transition of In2Se3, where 3R In2Se3 reaches the transition through intralayer atomic gliding, while 2H In2Se3 undergoes a complex process comprising intralayer bond dissociation and interlayer bond reconstruction. Our findings demonstrate tunable ferroelectric properties via stacking configurations, offering an expanded dimension for material engineering in ferroelectric devices. The lack of information on the ferroelectric domain walls motion characteristics in α-In2Se3 hampers the understanding of the ferroelectric semiconductor junction device mechanism. Here, the authors report that the stacking order of van der Waals α-In2Se3 determines its ferroelectric domain wall type and phase transition pathway.
0

Design and fabrication of 1D nanomaterials for electromagnetic wave absorption

Hongdu Jin et al.Nov 22, 2024
Abstract The design and fabrication of high-performance electromagnetic wave (EMW) absorbing materials are essential in developing electronic communication technology for defense and civilian applications. These materials function by interacting with EMWs, creating various effects such as polarization relaxation, magnetic resonance, and magnetic hysteresis to absorb EMWs. Significant progress has been made to improve the dimensional performance of such materials, emphasizing the ‘thin, light, broad, and strong’ functional specifications. One-dimensional (1D) nanostructures are characterized by high surface area, low density, and unique electromagnetic properties, providing promising solutions to address some of the challenges in facilitating multiple reflections and wideband resonances, which are crucial for effective EMW attenuation. This paper provides an overview of recent advances in exploring 1D structures for enhancing EMW absorption and their controllability. The design and fabrication of nanofibers, nanowires, and other 1D nanostructures are highlighted. The advantages of 1D nanomaterials in EMW absorption are also described. Challenges and future directions are discussed, focusing on developing new design concepts and fabrication methods for achieving high-performance and lightweight EMW absorbers and enhancing fundamental understanding of EMW absorption mechanisms.
Load More