基于CdS量子点的低密度聚乙烯聚合物复合材料在微波频率下的介电测量

摘要： 将硫化镉（CdS）纳米粒子（NPs）作为量子点（QDs）添加到低密度聚乙烯（LDPE）中，可显著改变复合材料的介电性能。向低密度聚乙烯基体引入CdS量子点后，其介电常数提升超过两倍。采用高速热分解法制备了质量分数为5%-20%的CdS量子点，所得纳米粒子尺寸范围为2-7纳米。通过热压工艺制备了厚度80-100微米的厚膜型聚合物基纳米复合材料实验样品，采用T/R法在室温（25°C）下测量2-8GHz频段的复介电常数。研究发现20%质量分数CdS纳米粒子样品存在尺寸效应，聚合物复合材料的介电性能变化与量子点尺寸相关——介电常数和介电损耗均随量子点尺寸减小而增大。数据显示：4纳米硫化镉纳米粒子在5-8GHz频段具有最高平均介电常数（12）和介电损耗（189dB/m）；6纳米量子点对应的平均值分别为5.8和134dB/m。不同尺寸的CdS量子点可调控微波频段的有效介电常数与介电损耗，从而拓展了该聚合物纳米复合材料作为多用途微波带通滤波器核心元件的应用可能性。