Vísindamenn fá segulmagnaðir nanópúður fyrir 6G Tækni
Newswise - Efnisvísindamenn hafa þróað hraðvirka aðferð til að framleiða epsilon járnoxíð og sýnt fram á loforð sitt fyrir næstu kynslóð fjarskiptatækja.Framúrskarandi segulmagnaðir eiginleikar þess gera það að einu eftirsóttasta efni, svo sem fyrir komandi 6G kynslóð samskiptatækja og fyrir endingargóða segulupptöku.Verkið var birt í Journal of Materials Chemistry C, tímariti Royal Society of Chemistry. Járnoxíð (III) er eitt útbreiddasta oxíð jarðar.Það er aðallega að finna sem steinefnið hematít (eða alfa járnoxíð, α-Fe2O3).Önnur stöðug og algeng breyting er maghemite (eða gammabreyting, γ-Fe2O3).Hið fyrra er mikið notað í iðnaði sem rautt litarefni og hið síðara sem segulmagnaðir upptökumiðill.Breytingarnar tvær eru ekki aðeins ólíkar í kristalbyggingu (alfa-járnoxíð hefur sexhyrndar samstillingu og gamma-járnoxíð hefur kúbiksamvirkni) heldur einnig í segulmagnaðir eiginleikar. Til viðbótar við þessar tegundir járnoxíðs (III) eru framandi breytingar eins og epsilon-, beta-, zeta- og jafnvel glerkenndar.Mest aðlaðandi fasinn er epsilon járnoxíð, ε-Fe2O3.Þessi breyting hefur mjög mikinn þvingunarkraft (getu efnisins til að standast ytra segulsvið).Styrkurinn nær 20 kOe við stofuhita, sem er sambærilegt við færibreytur segla sem byggja á dýrum sjaldgæfum jörðum frumefnum.Ennfremur gleypir efnið rafsegulgeislun á undir-terahertz tíðnisviðinu (100-300 GHz) með áhrifum náttúrulegrar járnsegulómun. staðall notar megahertz og 5G notar tugi gígahertz.Áætlanir eru uppi um að nota sub-terahertz svið sem vinnusvið í sjöttu kynslóð (6G) þráðlausri tækni, sem er í undirbúningi fyrir virka kynningu í lífi okkar frá upphafi 2030. Efnið sem myndast er hentugur til framleiðslu á umbreytingareiningum eða deyfararásum á þessum tíðnum.Til dæmis, með því að nota samsett ε-Fe2O3 nanópúður, verður hægt að búa til málningu sem gleypir rafsegulbylgjur og verja þannig herbergi fyrir utanaðkomandi merkjum og vernda merki fyrir hlerun að utan.ε-Fe2O3 sjálft er einnig hægt að nota í 6G móttökutækjum. Epsilon járnoxíð er afar sjaldgæft og erfitt form járnoxíðs að fá.Í dag er það framleitt í mjög litlu magni þar sem ferlið sjálft tekur allt að mánuð.Þetta útilokar auðvitað víðtæka notkun þess.Höfundar rannsóknarinnar þróuðu aðferð til að flýta fyrir myndun epsilon járnoxíðs sem getur dregið úr nýmyndunartímanum í einn dag (þ.e. að framkvæma heila hringrás sem er meira en 30 sinnum hraðar!) og auka magn vörunnar sem myndast. .Tæknin er einföld í endurgerð, ódýr og auðvelt að útfæra hana í iðnaði og efnin sem þarf til myndunarinnar - járn og sílikon - eru meðal algengustu frumefna á jörðinni. "Þrátt fyrir að epsilon-járnoxíðfasinn hafi verið fenginn í hreinu formi fyrir tiltölulega löngu síðan, árið 2004, hefur hann enn ekki fundið iðnaðarnotkun vegna þess hversu flókin myndun hans er, til dæmis sem miðill fyrir segulmagnaðir - upptökur. Okkur hefur tekist að einfalda tæknina töluvert,“ segir Evgeny Gorbatsjov, doktorsnemi í efnisvísindadeild Moskvu ríkisháskólans og fyrsti höfundur verksins. Lykillinn að árangursríkri notkun efna með met-eiginleika er rannsóknir á eðlisfræðilegum grundvallareiginleikum þeirra.Án ítarlegrar rannsóknar gæti efnið gleymst óverðskuldað í mörg ár eins og hefur gerst oftar en einu sinni í vísindasögunni.Það var samspil efnisfræðinga við Moskvu ríkisháskólann, sem mynduðu efnasambandið, og eðlisfræðinga við MIPT, sem rannsökuðu það ítarlega, sem gerði þróunina vel.
Birtingartími: 28. júní 2021