Ғалымдар магниттік наноұнтақтарды 6 рет аладыG технологиясы
Newswise — Материалды зерттеушілер эпсилон темір оксидін алудың жылдам әдісін әзірледі және оның келесі буын байланыс құрылғылары үшін уәдесін көрсетті. Оның керемет магниттік қасиеттері оны алдағы 6G буыны байланыс құрылғылары және ұзақ уақытқа созылатын магниттік жазу сияқты ең сұранысқа ие материалдардың біріне айналдырады. Жұмыс Корольдік химия қоғамының журналы Journal of Materials Chemistry C журналында жарияланған. Темір оксиді (III) – жер бетінде кең таралған оксидтердің бірі. Ол негізінен минералды гематит (немесе альфа темір оксиді, α-Fe2O3) түрінде кездеседі. Басқа тұрақты және кең таралған модификация - маггемит (немесе гамма модификациясы, γ-Fe2O3). Біріншісі өнеркәсіпте қызыл пигмент ретінде, ал екіншісі магнитті жазу ортасы ретінде кеңінен қолданылады. Екі модификация кристалдық құрылымымен ғана (альфа-темір оксиді гексагональды сингонияға ие және гамма-темір оксиді текше сингонияға ие) ғана емес, магниттік қасиеттері бойынша да ерекшеленеді. Темір оксидінің (III) осы түрлерінен басқа, эпсилон-, бета-, зета- және тіпті шыны тәрізді экзотикалық модификациялар бар. Ең тартымды фаза - эпсилон темір оксиді, ε-Fe2O3. Бұл модификацияның өте жоғары мәжбүрлеу күші бар (материалдың сыртқы магнит өрісіне қарсы тұру қабілеті). Беріктігі бөлме температурасында 20 кОэ жетеді, бұл қымбат сирек-жер элементтеріне негізделген магниттердің параметрлерімен салыстыруға болады. Сонымен қатар, материал табиғи ферромагниттік резонанс әсері арқылы субтерагерц жиілік диапазонында (100-300 ГГц) электромагниттік сәулеленуді сіңіреді. Мұндай резонанстың жиілігі сымсыз байланыс құрылғыларында материалдарды пайдалану критерийлерінің бірі болып табылады - 4G стандарт мегагерцті, ал 5G ондаған гигагерцті пайдаланады. 2030 жылдардың басынан бастап біздің өмірімізге белсенді түрде енгізуге дайындалып жатқан алтыншы буын (6G) сымсыз технологиясында жұмыс ауқымы ретінде субтерагерц диапазонын пайдалану жоспарлануда. Алынған материал осы жиіліктерде түрлендіргіш қондырғыларды немесе абсорбер схемаларын өндіруге жарамды. Мысалы, композиттік ε-Fe2O3 наноұнтақтарын пайдалану арқылы электромагниттік толқындарды сіңіретін, осылайша бөлмелерді бөгде сигналдардан қорғайтын және сигналдарды сырттан ұстап қалудан қорғайтын бояулар жасауға болады. ε-Fe2O3 өзін де 6G қабылдау құрылғыларында пайдалануға болады. Эпсилон темір оксиді - темір оксидінің өте сирек кездесетін және алу қиын түрі. Бүгінде ол өте аз мөлшерде шығарылады, процестің өзі бір айға дейін созылады. Бұл, әрине, оның кеңінен қолданылуын жоққа шығарады. Зерттеу авторлары синтез уақытын бір күнге дейін қысқартуға (яғни, 30 еседен астам толық циклды жүзеге асыруға!) және алынған өнімнің санын көбейтуге қабілетті эпсилон темір оксидінің жеделдетілген синтезінің әдісін әзірледі. . Техниканы жаңғырту оңай, арзан және өнеркәсіпте оңай жүзеге асырылуы мүмкін, ал синтезге қажетті материалдар - темір мен кремний - жер бетіндегі ең көп элементтердің бірі. «Эпсилон-темір оксиді фазасы салыстырмалы түрде ұзақ уақыт бұрын, 2004 жылы таза түрде алынғанымен, ол синтезінің күрделілігіне байланысты, мысалы, магниттік жазу үшін орта ретінде әлі күнге дейін өнеркәсіптік қолдануды таба алмады. Біз оны жеңілдете алдық. «технологияға айтарлықтай әсер етті», - дейді Мәскеу мемлекеттік университетінің материалтану кафедрасының PhD докторы және жұмыстың бірінші авторы Евгений Горбачев. Рекордтық сипаттамалары бар материалдарды сәтті қолданудың кілті олардың іргелі физикалық қасиеттерін зерттеу болып табылады. Терең зерттелмесе, материал ғылым тарихында бірнеше рет болғандай, көптеген жылдар бойы ұмытылуы мүмкін. Бұл қосылысты синтездеген Мәскеу мемлекеттік университетінің материалтанушылары мен оны егжей-тегжейлі зерттеген MIPT физиктерінің тандемі әзірлеменің сәтті болуына әкелді.
Жіберу уақыты: 28 маусым-2021 ж