Sciencistoj Akiras Magnetan Nanopulvoron por 6G Teknologio
Newswise - Materialsciencistoj evoluigis rapidan metodon por produkti epsilonan feroksidon kaj pruvis ĝian promeson por venontgeneraciaj komunikaj aparatoj. Ĝiaj elstaraj magnetaj propraĵoj faras ĝin unu el la plej aviditaj materialoj, kiel por la venonta 6G-generacio de komunikadaparatoj kaj por daŭrema magneta registrado. La laboro estis publikigita en la Journal of Materials Chemistry C, revuo de la Reĝa Societo de Kemio. Feroksido (III) estas unu el la plej disvastigitaj oksidoj sur la Tero. Ĝi estas plejparte trovita kiel la minerala hematito (aŭ alfa feroksido, α-Fe2O3). Alia stabila kaj ofta modifo estas maghemito (aŭ gamamodifo, γ-Fe2O3). La unua estas vaste uzata en industrio kiel ruĝa pigmento, kaj la dua kiel magneta registra medio. La du modifoj malsamas ne nur en kristala strukturo (alfa-feroksido havas sesangulan singonion kaj gama-feroksido havas kuban singonion) sed ankaŭ en magnetaj trajtoj. Krom ĉi tiuj formoj de feroksido (III), ekzistas pli ekzotikaj modifoj kiel ekzemple epsilon-, beta-, zeta-, kaj eĉ vitrecaj. La plej alloga fazo estas epsilona feroksido, ε-Fe2O3. Ĉi tiu modifo havas ekstreme altan trudan forton (la kapablo de la materialo rezisti eksteran kampon). La forto atingas 20 kOe ĉe ĉambra temperaturo, kio estas komparebla al la parametroj de magnetoj bazitaj sur multekostaj rarateraj elementoj. Krome, la materialo sorbas elektromagnetan radiadon en la sub-teraherca frekvenca gamo (100-300 GHz) per la efiko de natura feromagneta resonanco. La ofteco de tia resonanco estas unu el la kriterioj por la uzo de materialoj en sendrataj komunikaj aparatoj - la 4G. normo uzas megahercon kaj 5G uzas dekojn da gigaherco. Estas planoj uzi la sub-terahercan gamon kiel laborintervalon en la sesa generacio (6G) sendrata teknologio, kiu estas preta por aktiva enkonduko en niaj vivoj de la fruaj 2030-aj jaroj. La rezulta materialo taŭgas por la produktado de konvertaj unuoj aŭ absorbilcirkvitoj ĉe ĉi tiuj frekvencoj. Ekzemple, uzante kunmetitajn ε-Fe2O3 nanopulvorojn eblos fari farbojn kiuj sorbas elektromagnetajn ondojn kaj tiel ŝirmas ĉambrojn de eksterlandaj signaloj, kaj protektas signalojn de interkapto de la ekstero. La ε-Fe2O3 mem ankaŭ povas esti uzata en 6G-ricevaj aparatoj. Epsilona feroksido estas ekstreme malofta kaj malfacila formo de feroksido akiri. Hodiaŭ, ĝi estas produktita en tre malgrandaj kvantoj, kun la procezo mem daŭras ĝis monato. Ĉi tio kompreneble ekskludas ĝian vastan aplikon. La aŭtoroj de la studo ellaboris metodon por akcelita sintezo de epsilona feroksido kapabla redukti la sintezan tempon al unu tago (tio estas, plenumi plenan ciklon pli ol 30 fojojn pli rapide!) kaj pliigi la kvanton de la rezulta produkto. . La tekniko estas simple reproduktebla, malmultekosta kaj facile efektivigebla en industrio, kaj la materialoj necesaj por la sintezo - fero kaj silicio - estas inter la plej abundaj elementoj sur la Tero. "Kvankam la epsilon-feroksida fazo estis akirita en pura formo antaŭ relative longe, en 2004, ĝi ankoraŭ ne trovis industrian aplikon pro la komplekseco de sia sintezo, ekzemple kiel rimedo por magneta - registrado. Ni sukcesis konsiderinde simpligi la teknologion,” diras Evgeny Gorbachev, doktora studento en la Fako pri Materialaj Sciencoj en Moskva Ŝtata Universitato kaj la unua aŭtoro de la verko. La ŝlosilo al sukcesa apliko de materialoj kun rekordaj trajtoj estas esplorado pri iliaj fundamentaj fizikaj trajtoj. Sen profunda studo, la materialo povas esti senmerite forgesita dum multaj jaroj, kiel okazis pli ol unufoje en la historio de la scienco. Ĝi estis la tandemo de materialsciencistoj en Moskva Ŝtata Universitato, kiuj sintezis la kunmetaĵon, kaj fizikistoj ĉe MIPT, kiuj studis ĝin detale, kiuj faris la evoluon sukceso.
Afiŝtempo: Jul-04-2022 