太赫兹 (THz) 波是指频率在0.1—10 THz (波长为3000—30 μm) 范围内的电磁波。它在移动通信、公共安全、无损检测、空间探测、环境监测、生物医学等领域具有重要应用前景。随着太赫兹波的广泛应用，这些高频电磁波对电子设备的电磁干扰 (EMI) 越来越严重，迫切需要寻找高效的太赫兹屏蔽材料来减轻或避免电子设备的EMI。特别对实现空天地海一体化通信应用来说，EMI屏蔽材料还须在各种恶劣环境下服役，这对EMI屏蔽材料提出更高的要求。

       前期中国科学院宁波材料技术与工程研究所在核反应堆服役环境下的核燃料及包壳材料系统进行大量深入研究，积累了抗极端环境的材料研究的系统理论方法。在本次工作中，研究团队发现稀土硅碳化物Yb₃Si₂C₂能在1800 K的高温下保持稳定，表现出各向异性的机械性能和优异的电导率。与熟悉的脆性Ti₃AlC₂ MAX相相比，Yb₃Si₂C₂是一种韧性更强、更耐损伤的陶瓷，确保了其在辐照环境中使用。此外，得益于层状结构和优异电导性，该材料对太赫兹电磁波具有高反射率和低透射率，以及 62% 的太阳光吸收率和33%的红外光发射率，与半导体CdTe的71%的太阳光吸收率和37%的红外光发射率相当，有望成为温度管理和红外伪装等高级应用的候选材料。而且，超过5 μm厚的Yb₃Si₂C₂材料的太赫兹屏蔽效能遵循广泛使用的Simon公式 (图1)。其中5 μm和10 μm厚的Yb₃Si₂C₂在整个THz波段的平均屏蔽效能分别高达到63和110 dB，是最好的太赫兹EMI屏蔽材料之一，具有卓越的太赫兹屏蔽性能 (图2)。因此，Yb₃Si₂C₂材料的多功能特性对于小型化、高性能太赫兹 EMI 屏蔽具有重要前景，而且可以扩展到极端环境。随着太赫兹和其他高频技术领域的不断发展，开发Yb₃Si₂C₂等材料对于解决与EMI相关的挑战和满足对耐极端条件、高性能屏蔽解决方案的需求至关重要。

       相关成果以“Multifunctional Yb₃Si₂C₂ with High-Performance Terahertz Shielding for Future 6G Communications”为题发表在知名国际期刊Advanced Functional Materials上 (https://doi.org/10.1002/adfm.202405747)。  论文第一作者为中国科学院宁波材料技术与工程研究所邱年祥博士，中国石油大学（华东）教授、中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员都时禹为该论文通讯作者。工作受到基金委原创探索计划项目、重点项目、面上项目，浙江省数据驱动高安全能源材料及应用重点实验室等资助。

图1. Yb₃Si₂C₂的光学特性

图2. Yb₃Si₂C₂与其他材料的太赫兹EMI屏蔽性能比较