電磁遮蔽：金属とMXene薄膜を用いた電磁干渉遮蔽
Nature 647, 8089 doi: 10.1038/s41586-025-09699-0
小フォームファクターのデバイスの電子パッシベーションには、電磁干渉（EMI）遮蔽における根本的な変更が必要であり、かさばる金属缶ではなく形状適応性薄膜を用いるようになってきている。しかし、厚さが減少すると、遮蔽材料の表皮深さに関連して遮蔽性能が低下する。薄膜遮蔽体の性能限界を克服するためには、多重内部反射時の吸収を促進するのが望ましい。多重内部反射時の吸収のために、金属や二次元（2D）炭化チタン/窒化チタン（MXene）などの遮蔽材料に意図的に細孔が導入されてきた。しかしこうした手法は、不十分な薄さ、不均一性、および/または加工上の不適合性を伴う。今回我々は、非多孔質MXene薄膜を金属薄膜に埋め込むことで、多孔質構造に伴う制限なしに、わずか1 μmの厚さでこれまでにない遮蔽性能（約70 dB、1.9 μm厚では約80 dB）を実現できると提案する。金属/MXene/金属という単純な積層構造におけるこの並外れた性能は、典型的な厚さ依存性からは逸脱していて、金属とMXeneの導電率の不一致によって界面に電磁波閉じ込め壁が形成されることにより生じている。こうしたMXeneの「井戸」内に閉じ込められた電磁波は、金属–MXene界面での双極子によって主に駆動される分極損失を通じて効果的に減衰する。今回の金属内にMXeneを埋め込んだ遮蔽体は、ポータブルUSB（ユニバーサル・シリアル・バス）3.0フラッシュドライブやフレキシブル・ショットキー・ダイオードに形状適合性のあるEMI保護をもたらす。今回の金属内MXene埋め込み遮蔽体は、パッケージング技術に新たな道を開き、EMIフリーのユビキタスエレクトロニクスを実現できる可能性がある。
