Wittenskippers krije magnetysk nanopoeier foar 6G-technology
Nijs - Materiaalwittenskippers hawwe in rappe metoade ûntwikkele foar it produsearjen fan epsilon izerokside en de belofte dêrfan foar kommunikaasjeapparaten fan 'e folgjende generaasje oantoand. De treflike magnetyske eigenskippen meitsje it ien fan 'e meast begeerde materialen, lykas foar de kommende 6G-generaasje kommunikaasjeapparaten en foar duorsume magnetyske opname. It wurk waard publisearre yn it Journal of Materials Chemistry C, in tydskrift fan 'e Royal Society of Chemistry. Izerokside (III) is ien fan 'e meast foarkommende oksiden op ierde. It wurdt meast fûn as it mineraal hematyt (of alfa-izerokside, α-Fe2O3). In oare stabile en mienskiplike modifikaasje is maghemyt (of gammamodifikaasje, γ-Fe2O3). De earste wurdt in soad brûkt yn 'e yndustry as in read pigment, en de lêste as in magnetysk opnamemedium. De twa modifikaasjes ferskille net allinich yn kristallijne struktuer (alfa-izerokside hat hexagonale syngony en gamma-izerokside hat kubyske syngony), mar ek yn magnetyske eigenskippen. Neist dizze foarmen fan izerokside (III) binne der mear eksoatyske modifikaasjes lykas epsilon-, beta-, zeta- en sels glêsachtich. De meast oantreklike faze is epsilon izerokside, ε-Fe2O3. Dizze modifikaasje hat in ekstreem hege koërsyf krêft (it fermogen fan it materiaal om in ekstern magnetysk fjild te wjerstean). De sterkte berikt 20 kOe by keamertemperatuer, wat te fergelykjen is mei de parameters fan magneten basearre op djoere seldsume ierde-eleminten. Fierder absorbearret it materiaal elektromagnetyske strieling yn it sub-terahertz-frekwinsjeberik (100-300 GHz) troch it effekt fan natuerlike ferromagnetyske resonânsje. De frekwinsje fan sokke resonânsje is ien fan 'e kritearia foar it gebrûk fan materialen yn draadloze kommunikaasjeapparaten - de 4G-standert brûkt megahertz en 5G brûkt tsientallen gigahertz. Der binne plannen om it sub-terahertz-berik te brûken as wurkberik yn 'e sechsde generaasje (6G) draadloze technology, dy't taret wurdt foar aktive ynfiering yn ús libben fanôf it begjin fan 'e jierren 2030. It resultearjende materiaal is geskikt foar de produksje fan konvertearjende ienheden of absorbercircuits op dizze frekwinsjes. Bygelyks, troch it brûken fan gearstalde ε-Fe2O3 nanopoeders sil it mooglik wêze om ferven te meitsjen dy't elektromagnetyske weagen absorbearje en sa keamers beskermje tsjin frjemde sinjalen, en sinjalen beskermje tsjin ûnderskepping fan bûten. De ε-Fe2O3 sels kin ek brûkt wurde yn 6G-ûntfangstapparaten. Epsilon izerokside is in ekstreem seldsume en drege foarm fan izerokside om te krijen. Tsjintwurdich wurdt it produsearre yn tige lytse hoemannichten, wêrby't it proses sels oant in moanne duorret. Dit slút fansels syn wiidfersprate tapassing út. De auteurs fan 'e stúdzje ûntwikkelen in metoade foar fersnelde synteze fan epsilon izerokside dy't de syntezetiid kin ferminderje nei ien dei (dat is, om in folsleine syklus fan mear as 30 kear rapper út te fieren!) en de kwantiteit fan it resultearjende produkt te fergrutsjen. De technyk is ienfâldich te reprodusearjen, goedkeap en kin maklik yn 'e yndustry ymplementearre wurde, en de materialen dy't nedich binne foar de synteze - izer en silisium - binne ûnder de meast foarkommende eleminten op ierde. "Hoewol't de epsilon-izeroksidefaze relatyf lang lyn, yn 2004, yn suvere foarm krigen is, hat it noch altyd gjin yndustriële tapassing fûn fanwegen de kompleksiteit fan syn synteze, bygelyks as medium foar magnetyske opname. Wy binne deryn slagge om de technology flink te ferienfâldigjen," seit Evgeny Gorbatsjov, in promovendus oan 'e ôfdieling Materiaalwittenskippen oan 'e Steatsuniversiteit fan Moskou en de earste auteur fan it wurk. De kaai ta suksesfolle tapassing fan materialen mei rekordbrekkende skaaimerken is ûndersyk nei harren fûnemintele fysike eigenskippen. Sûnder yngeande stúdzje kin it materiaal jierrenlang ûnfertsjinne fergetten wurde, lykas mear as ien kear bard is yn 'e skiednis fan' e wittenskip. It wie de gearwurking fan materiaalwittenskippers oan 'e Steatsuniversiteit fan Moskou, dy't de ferbining synthetisearren, en natuerkundigen oan MIPT, dy't it yn detail bestudearren, dy't de ûntwikkeling ta in súkses makken.
Pleatsingstiid: 4 july 2022 