Ученые получают магнитный нанопоросток для 6G Технология
Newswise-ученые-материалы разработали быстрый метод производства оксида железа Epsilon и продемонстрировали его обещание для устройств связи следующего поколения. Его выдающиеся магнитные свойства делают его одним из самых желанных материалов, например, для предстоящей генерации устройств связи 6G и для прочной магнитной записи. Работа была опубликована в журнале «Химия материалов» C, журнал Королевского химического общества. Оксид железа (III) является одним из самых распространенных оксидов на Земле. В основном он обнаруживается в виде минерального гематита (или оксида альфа-железа, α-FE2O3). Другим стабильным и общим модификацией является магемитная (или гамма-модификация, γ-Fe2o3). Первый широко используется в промышленности в качестве красного пигмента, а второй - как магнитная рекордная среда. Две модификации различаются не только в кристаллической структуре (альфа-железа оксида имеет гексагональную сингонию, а оксид гамма-железа имеет кубическую сингонию), но также и в магнитных свойствах. В дополнение к этим формам оксида железа (III), существуют более экзотические модификации, такие как Epsilon-, Beta-, Zeta- и даже стеклянные. Наиболее привлекательной фазой является оксид железа Epsilon, ε-Fe2o3. Эта модификация имеет чрезвычайно высокую силу принуждения (способность материала противостоять внешнему магнитному полю). Сила достигает 20 коэ при комнатной температуре, что сопоставимо с параметрами магнитов на основе дорогих редкоземельных элементов. Кроме того, материал поглощает электромагнитное излучение в диапазоне частот субсерерца (100-300 ГГц) посредством влияния естественного ферромагнитного резонанса. Частота такого резонанса является одним из критериев использования материалов в беспроводных устройствах связи-4G Standard использует Megahertz и 5G. Существуют планы использовать диапазон субтерцерц в качестве рабочего диапазона в беспроводной технологии шестого поколения (6G), которая готовится к активному внедрению в нашей жизни с начала 2030-х годов. Полученный материал подходит для производства конвертирующих единиц или цепей поглотителя на этих частотах. Например, используя композитные нанопооровные нанопооровки ε-Fe2O3, можно будет изготовить краски, которые поглощают электромагнитные волны и, таким образом, защищать комнаты от посторонних сигналов, и защищать сигналы от перехвата снаружи. Сам ε-FE2O3 также может использоваться в приемных устройствах 6G. Эпсилон оксид железа - это чрезвычайно редкая и сложная форма оксида железа. Сегодня он производится в очень небольших количествах, а сам процесс занимает до месяца. Это, конечно, исключает свое широкое приложение. Авторы исследования разработали метод ускоренного синтеза эпсилонского оксида железа, способного сократить время синтеза до одного дня (то есть провести полный цикл более чем в 30 раз быстрее!) И увеличение количества полученного продукта. Техника проста в воспроизведении, дешевой и может быть легко реализована в промышленности, а материалы, необходимые для синтеза - железо и кремний, - одни из самых распространенных элементов на Земле. «Хотя фаза оксида Epsilon-Iron была получена в чистой форме относительно давно, в 2004 году она все еще не обнаружила промышленного применения из-за сложности его синтеза, например, в качестве среды для магнитной записи. Нам удалось значительно упростить эту технологию », - говорит Евгений Горбачев, аспирант Министерства наук о материалах в Москвском государственном университете и первого автора работы. Ключом к успешному применению материалов с рекордными характеристиками является исследование их фундаментальных физических свойств. Без углубленного исследования материал может быть незаслуженно забыт в течение многих лет, как это было более одного раза в истории науки. Это был тандем ученых -материалов в Москвском государственном университете, которые синтезировали соединение, и физики в MIPT, которые подробно изучили его, что сделало разработку успешным.
Время сообщения: июль-04-2022 