Wanasayansi Wanapata Nanopoda ya Sumaku kwa 6Teknolojia ya G
Newswise - Wanasayansi wa nyenzo wameunda mbinu ya haraka ya kutengeneza oksidi ya chuma ya epsilon na kuonyesha ahadi yake kwa vifaa vya mawasiliano vya kizazi kijacho. Sifa zake bora za sumaku huifanya kuwa mojawapo ya nyenzo zinazotamaniwa zaidi, kama vile kizazi kijacho cha 6G cha vifaa vya mawasiliano na kwa ajili ya kurekodi sumaku inayodumu. Kazi hiyo ilichapishwa katika Jarida la Kemia ya Nyenzo C, jarida la Jumuiya ya Kifalme ya Kemia. Oksidi ya chuma (III) ni mojawapo ya oksidi zinazoenea zaidi duniani. Inapatikana zaidi kama madini ya hematite (au alpha iron oxide, α-Fe2O3). Urekebishaji mwingine thabiti na wa kawaida ni maghemite (au urekebishaji wa gamma, γ-Fe2O3). Ya kwanza hutumiwa sana katika tasnia kama rangi nyekundu, na ya mwisho kama njia ya kurekodi ya sumaku. Marekebisho haya mawili yanatofautiana sio tu katika muundo wa fuwele ( oksidi ya alpha-chuma ina syngoni ya hexagonal na oksidi ya gamma-chuma ina syngony ya ujazo) lakini pia katika sifa za sumaku. Mbali na aina hizi za oksidi ya chuma (III), kuna marekebisho zaidi ya kigeni kama vile epsilon-, beta-, zeta-, na hata kioo. Awamu ya kuvutia zaidi ni oksidi ya chuma ya epsilon, ε-Fe2O3. Marekebisho haya yana nguvu ya juu sana ya kulazimisha (uwezo wa nyenzo kupinga uwanja wa sumaku wa nje). Nguvu hufikia 20 kOe kwa joto la kawaida, ambalo linalinganishwa na vigezo vya sumaku kulingana na vipengele vya gharama kubwa vya nadra-ardhi. Zaidi ya hayo, nyenzo hiyo hufyonza mionzi ya sumakuumeme katika masafa ya masafa ya chini ya terahertz (100-300 GHz) kupitia athari ya resonance ya asili ya ferromagnetic. Mzunguko wa resonance hiyo ni mojawapo ya vigezo vya matumizi ya nyenzo katika vifaa vya mawasiliano ya wireless - 4G. kiwango hutumia megahertz na 5G hutumia makumi ya gigahertz. Kuna mipango ya kutumia safu ndogo ya terahertz kama masafa ya kufanya kazi katika teknolojia isiyotumia waya ya kizazi cha sita (6G), ambayo inatayarishwa kwa ajili ya kuanzishwa kikamilifu katika maisha yetu kuanzia mwanzoni mwa miaka ya 2030. Nyenzo zinazotokana zinafaa kwa ajili ya uzalishaji wa vitengo vya kubadilisha au nyaya za kunyonya kwenye masafa haya. Kwa mfano, kwa kutumia nanopoda zenye mchanganyiko wa ε-Fe2O3 itawezekana kutengeneza rangi zinazofyonza mawimbi ya sumakuumeme na hivyo kukinga vyumba dhidi ya mawimbi ya nje, na kulinda mawimbi dhidi ya kukatiza kutoka nje. ε-Fe2O3 yenyewe pia inaweza kutumika katika vifaa vya mapokezi vya 6G. Oksidi ya chuma ya Epsilon ni aina adimu sana na ngumu kupata oksidi ya chuma. Leo, huzalishwa kwa kiasi kidogo sana, na mchakato yenyewe unachukua hadi mwezi. Hii, bila shaka, inakataza matumizi yake yaliyoenea. Waandishi wa utafiti walitengeneza njia ya kuharakisha usanisi wa oksidi ya chuma ya epsilon yenye uwezo wa kupunguza wakati wa usanisi hadi siku moja (yaani, kutekeleza mzunguko kamili wa zaidi ya mara 30 haraka!) na kuongeza idadi ya bidhaa inayosababishwa. . Mbinu hiyo ni rahisi kuzaliana, ya bei nafuu na inaweza kutekelezwa kwa urahisi katika tasnia, na vifaa vinavyohitajika kwa usanisi - chuma na silicon - ni kati ya vitu vingi zaidi Duniani. "Ingawa awamu ya oksidi ya epsilon-iron ilipatikana kwa umbo safi muda mrefu uliopita, mnamo 2004, bado haijapata matumizi ya viwandani kutokana na ugumu wa usanisi wake, kwa mfano kama njia ya kurekodi sumaku. Tumeweza kurahisisha teknolojia kwa kiasi kikubwa," anasema Evgeny Gorbachev, mwanafunzi wa PhD katika Idara ya Sayansi ya Vifaa katika Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow na mwandishi wa kwanza wa kazi hiyo. Ufunguo wa utumiaji mzuri wa nyenzo zilizo na sifa za kuvunja rekodi ni utafiti katika sifa zao za kimsingi. Bila utafiti wa kina, nyenzo zinaweza kusahauliwa bila kustahili kwa miaka mingi, kama ilivyotokea zaidi ya mara moja katika historia ya sayansi. Ilikuwa tandem ya wanasayansi wa vifaa katika Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow, ambao waliunganisha kiwanja, na wanafizikia wa MIPT, ambao walisoma kwa undani, ambao walifanya maendeleo kufanikiwa.
Muda wa kutuma: Juni-28-2021