Учените получават магнитен нанопул за 6G технология
NEWSWISE-Учените от материалите са разработили бърз метод за производство на железен оксид на Epsilon и демонстрират обещанието си за комуникационни устройства от следващо поколение. Изключителните му магнитни свойства го правят един от най -желаните материали, като например за предстоящото 6G генериране на комуникационни устройства и за траен магнитен запис. Работата е публикувана в Journal of Materials Chemistry C, списание на Кралското дружество по химия. Железният оксид (III) е един от най -разпространените оксиди на земята. Той се среща най-вече като минерален хематит (или алфа железен оксид, α-Fe2O3). Друга стабилна и често срещана модификация е магемат (или гама модификация, γ-Fe2O3). Първият се използва широко в индустрията като червен пигмент, а вторият като магнитна среда за запис. Двете модификации се различават не само в кристалната структура (алфа-железен оксид има шестоъгълна сингония и гама-железен оксид има кубична сингония), но и в магнитни свойства. В допълнение към тези форми на железен оксид (III), има по-екзотични модификации като Epsilon-, Beta-, Zeta- и дори стъклени. Най-атрактивната фаза е желязният оксид Epsilon, ε-Fe2O3. Тази модификация има изключително висока принудителна сила (способността на материала да се противопоставя на външно магнитно поле). Якостта достига 20 Koe при стайна температура, което е сравнимо с параметрите на магнитите въз основа на скъпи елементи на рядкоземното земя. Освен това, материалът абсорбира електромагнитното радиация в честотния диапазон на под-Terahertz (100-300 GHz) чрез ефекта на естествения феромагнитен резонанс. Честотата на такъв резонанс е един от критериите за използване на материали в безжични комуникационни устройства-4G стандартът използва Megahertz и 5G използва Tens Gigahertz. Има планове за използване на гамата Sub-Terahertz като работен диапазон в безжичната технология на шесто поколение (6G), която се подготвя за активно въведение в нашия живот от началото на 2030-те. Полученият материал е подходящ за производство на конвертиращи единици или абсорбиращи вериги на тези честоти. Например, като се използват композитни ε-Fe2O3 нанопови, ще бъде възможно да се направят бои, които абсорбират електромагнитни вълни и по този начин да се защитят помещения от външни сигнали, и да предпазват сигналите от прихващане отвън. Самият ε-fe2O3 може да се използва и в 6G приемни устройства. Железният оксид на Epsilon е изключително рядка и трудна форма на железен оксид за получаване. Днес той се произвежда в много малки количества, като самият процес отнема до месец. Това, разбира се, изключва широкото му приложение. Авторите на изследването разработиха метод за ускорен синтез на железен оксид на Epsilon, способен да намали времето за синтез до един ден (тоест да извърши пълен цикъл от повече от 30 пъти по -бързо!) И увеличаване на количеството на получения продукт. Техниката е проста за възпроизвеждане, евтино и може лесно да се реализира в индустрията, а материалите, необходими за синтеза - желязо и силиций - са сред най -разпространените елементи на Земята. „Въпреки че фазата на оксид на желязо-желязо е получена в чиста форма сравнително отдавна, през 2004 г., тя все още не е намерила индустриално приложение поради сложността на синтеза си, например като среда за магнитно-запис. Успяхме значително да опростим технологията “, казва Евгений Горбачов, докторант в катедрата по науки за материали в Московския държавен университет и първият автор на работата. Ключът към успешното прилагане на материали с рекордни характеристики е изследването на техните основни физически свойства. Без задълбочено проучване материалът може да бъде незаслужено забравен в продължение на много години, както се е случвало повече от веднъж в историята на науката. Именно тандемът от учени от материали от Московския държавен университет, който синтезира съединението, а физиците от MIPT, които го изучават подробно, направиха развитието успешно.
Време за публикация: 04-2022 юли 