Abstract Highly conductive materials, with minimal thickness and capable to afford electromagnetic interference (EMI) shielding, are highly advantageous, particularly if they are able to be easily processed into thin films. Here, we demonstrate the potential of a sandwich-like structure of a two-dimensional Ti3C2Tx MXene/Graphene nanoplatelets (GNPs) composites for EMI shielding in the extreme high frequency (EHF) M-band, ranging from 60 to 80 GHz. First, we investigated systematically the microstructural and electrical transport properties of these composites with respect to the GNP contents. After graphene integration, the composite-surface roughness has been found to decrease, while both electrical conductivity and Hall carrier mobility demonstrated a clear trend to increase, reaching the values of ∼ 105 S/cm and 55 cm2/Vs, respectively, for only 2.5 wt. % of graphene content, reporting thereby one of the most electrically conductive MXene based composite to date. Furthermore, a 1.75 μm-thick Ti3C2Tx MXene/GNP film was found to exhibit an EM absorbance of about 64 decibels, which is one of the highest values, normalized to the thickness, among tested materials so far. This remarkable performance could be associated to three key factors, namely the superior transport properties of the composite films, the dominant absorption mechanism, and the multiple internal reflections from Ti3C2Tx and graphene multilayers configuration. These reported results would lead to unprecedented applications in the fields of space, aeronautics, radars, air travels and mobile phones.

中文翻译：

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在 EHF M 波段频率中高导电性 2D 过渡金属碳化物 (MXene)/石墨烯纳米片复合材料的纳米电磁

摘要 具有最小厚度且能够提供电磁干扰 (EMI) 屏蔽的高导电材料非常有利，特别是如果它们能够轻松加工成薄膜。在这里，我们展示了二维 Ti3C2Tx MXene/石墨烯纳米片 (GNP) 复合材料的三明治状结构的潜力，用于在 60 至 80 GHz 的极高频 (EHF) M 波段中进行 EMI 屏蔽。首先，我们系统地研究了这些复合材料相对于 GNP 含量的微观结构和电传输特性。石墨烯集成后，发现复合材料表面粗糙度降低，而电导率和霍尔载流子迁移率均表现出明显的增加趋势，分别达到 105 S/cm 和 55 cm2/Vs 的值，仅 2.5 重量。% 的石墨烯含量，因此是迄今为止导电性最强的基于 MXene 的复合材料之一。此外，发现 1.75 μm 厚的 Ti3C2Tx MXene/GNP 膜表现出约 64 分贝的 EM 吸收率，这是迄今为止测试材料中标准化为厚度的最高值之​​一。这种卓越的性能可能与三个关键因素有关，即复合薄膜的优异传输性能、主要吸收机制以及 Ti3C2Tx 和石墨烯多层配置的多次内部反射。这些报告的结果将导致空间、航空、雷达、航空旅行和移动电话领域的空前应用。此外，发现 1.75 μm 厚的 Ti3C2Tx MXene/GNP 膜表现出约 64 分贝的 EM 吸光度，这是迄今为止测试材料中标准化为厚度的最高值之​​一。这种卓越的性能可能与三个关键因素有关，即复合薄膜的优异传输性能、主要吸收机制以及 Ti3C2Tx 和石墨烯多层配置的多次内部反射。这些报告的结果将导致空间、航空、雷达、航空旅行和移动电话领域的空前应用。此外，发现 1.75 μm 厚的 Ti3C2Tx MXene/GNP 膜表现出约 64 分贝的 EM 吸收率，这是迄今为止测试材料中标准化为厚度的最高值之​​一。这种卓越的性能可能与三个关键因素有关，即复合薄膜的优异传输性能、主要吸收机制以及 Ti3C2Tx 和石墨烯多层配置的多次内部反射。这些报告的结果将导致空间、航空、雷达、航空旅行和移动电话领域的空前应用。这种卓越的性能可能与三个关键因素有关，即复合薄膜的优异传输性能、主要吸收机制以及 Ti3C2Tx 和石墨烯多层配置的多次内部反射。这些报告的结果将导致空间、航空、雷达、航空旅行和移动电话领域的空前应用。这种卓越的性能可能与三个关键因素有关，即复合薄膜的优异传输性能、主要吸收机制以及 Ti3C2Tx 和石墨烯多层配置的多次内部反射。这些报告的结果将导致空间、航空、雷达、航空旅行和移动电话领域的空前应用。