Ilmuwan Memperoleh Nanopowder Magnetik untuk 6G Teknologi
Newswise — Para ilmuwan material telah mengembangkan metode cepat untuk memproduksi epsilon iron oxide dan menunjukkan potensinya untuk perangkat komunikasi generasi mendatang. Sifat magnetiknya yang luar biasa menjadikannya salah satu bahan yang paling didambakan, seperti untuk perangkat komunikasi generasi 6G mendatang dan untuk perekaman magnetik yang tahan lama. Karya ini diterbitkan dalam Journal of Materials Chemistry C, sebuah jurnal Royal Society of Chemistry. Besi oksida (III) adalah salah satu oksida yang paling tersebar luas di Bumi. Hal ini sebagian besar ditemukan sebagai mineral hematit (atau oksida besi alfa, α-Fe2O3). Modifikasi lain yang stabil dan umum adalah maghemite (atau modifikasi gamma, γ-Fe2O3). Yang pertama banyak digunakan dalam industri sebagai pigmen merah, dan yang terakhir sebagai media perekam magnetik. Kedua modifikasi tersebut berbeda tidak hanya dalam struktur kristalnya (besi alfa oksida memiliki singoni heksagonal dan oksida besi gamma memiliki singoni kubik) tetapi juga dalam sifat magnetik. Selain bentuk besi oksida (III) tersebut, terdapat modifikasi yang lebih eksotik seperti epsilon-, beta-, zeta-, bahkan glassy. Fasa yang paling menarik adalah epsilon besi oksida, ε-Fe2O3. Modifikasi ini memiliki gaya koersif yang sangat tinggi (kemampuan material untuk menahan medan magnet luar). Kekuatannya mencapai 20 kOe pada suhu kamar, yang sebanding dengan parameter magnet berdasarkan unsur tanah jarang yang mahal. Selain itu, material tersebut menyerap radiasi elektromagnetik pada rentang frekuensi sub-terahertz (100-300 GHz) melalui efek resonansi feromagnetik alami. Frekuensi resonansi tersebut merupakan salah satu kriteria penggunaan material pada perangkat komunikasi nirkabel – 4G. standar menggunakan megahertz dan 5G menggunakan puluhan gigahertz. Ada rencana untuk menggunakan jangkauan sub-terahertz sebagai jangkauan kerja dalam teknologi nirkabel generasi keenam (6G), yang sedang dipersiapkan untuk diperkenalkan secara aktif ke dalam kehidupan kita mulai awal tahun 2030-an. Bahan yang dihasilkan cocok untuk produksi unit konversi atau rangkaian penyerap pada frekuensi ini. Misalnya, dengan menggunakan bubuk nano komposit ε-Fe2O3, dimungkinkan untuk membuat cat yang menyerap gelombang elektromagnetik sehingga melindungi ruangan dari sinyal asing, dan melindungi sinyal dari intersepsi dari luar. ε-Fe2O3 sendiri juga dapat digunakan pada perangkat penerimaan 6G. Oksida besi Epsilon adalah bentuk oksida besi yang sangat langka dan sulit diperoleh. Saat ini, diproduksi dalam jumlah yang sangat kecil, dan prosesnya sendiri memakan waktu hingga satu bulan. Hal ini tentu saja mengesampingkan penerapannya secara luas. Penulis penelitian mengembangkan metode untuk mempercepat sintesis oksida besi epsilon yang mampu mengurangi waktu sintesis menjadi satu hari (yaitu, melakukan siklus penuh lebih dari 30 kali lebih cepat!) dan meningkatkan jumlah produk yang dihasilkan. . Teknik ini sederhana untuk direproduksi, murah dan dapat dengan mudah diimplementasikan dalam industri, dan bahan yang diperlukan untuk sintesis – besi dan silikon – merupakan salah satu unsur yang paling melimpah di Bumi. Meskipun fasa epsilon-besi oksida diperoleh dalam bentuk murni sejak lama, namun pada tahun 2004 masih belum ditemukan penerapannya di industri karena rumitnya sintesisnya, misalnya sebagai media perekam magnetik. teknologinya secara signifikan," kata Evgeny Gorbachev, seorang mahasiswa PhD di Departemen Ilmu Material di Universitas Negeri Moskow dan penulis pertama karya tersebut. Kunci keberhasilan penerapan material dengan karakteristik yang memecahkan rekor adalah penelitian terhadap sifat fisik fundamentalnya. Tanpa kajian yang mendalam, materi tersebut mungkin akan terlupakan selama bertahun-tahun, seperti yang telah terjadi lebih dari satu kali dalam sejarah ilmu pengetahuan. Kerjasama ilmuwan material di Universitas Negeri Moskow, yang mensintesis senyawa tersebut, dan fisikawan di MIPT, yang mempelajarinya secara mendetail, lah yang membuat pengembangan ini berhasil.
Waktu posting: 28 Juni 2021