Zinātnieki iegūst magnētisko nanopoveru 6G tehnoloģija
NEWSWISE-materiālie zinātnieki ir izstrādājuši ātru metodi Epsilon dzelzs oksīda ražošanai un parādījuši savu solījumu nākamās paaudzes komunikāciju ierīcēm. Tā izcilās magnētiskās īpašības padara to par vienu no visvairāk kārotajiem materiāliem, piemēram, gaidāmajai 6G sakaru ierīču paaudzei un izturīgam magnētiskam ierakstam. Darbs tika publicēts žurnālā Materials Chemistry C, Karaliskās ķīmijas biedrības žurnāls. Dzelzs oksīds (III) ir viens no visizplatītākajiem oksīdiem uz Zemes. Tas lielākoties tiek atrasts kā minerālu hematīts (vai alfa dzelzs oksīds, α-Fe2O3). Vēl viena stabila un parastā modifikācija ir maghemite (vai gamma modifikācija, γ-Fe2O3). Pirmais tiek plaši izmantots rūpniecībā kā sarkans pigments, bet otrs - kā magnētisko ierakstu nesējs. Divas modifikācijas atšķiras ne tikai kristāliskajā struktūrā (alfa-dzelzs oksīdam ir sešstūra singonija un gamma-dzelzs oksīdam ir kubiskā sinhonija), bet arī magnētiskās īpašības. Papildus šīm dzelzs oksīda (III) formām ir arī eksotiskākas modifikācijas, piemēram, Epsilon-, beta-, zeta un pat stiklveida. Pievilcīgākā fāze ir Epsilon dzelzs oksīds, ε-Fe2O3. Šai modifikācijai ir ārkārtīgi liels piespiešanas spēks (materiāla spēja pretoties ārējam magnētiskajam laukam). Stiprums sasniedz 20 KOE istabas temperatūrā, kas ir salīdzināms ar magnētu parametriem, pamatojoties uz dārgiem retzemju elementiem. Turklāt materiāls absorbē elektromagnētisko starojumu sub-terahertz frekvences diapazonā (100-300 GHz), izmantojot dabisko feromagnētisko rezonansi. Šādas rezonanses biežums ir viens no kritērijiem materiālu lietošanai bezvadu sakaru ierīcēs-4G standarts izmanto Megahertz un 5g izmanto gigahertz. Ir plānots izmantot apakšteraherca diapazonu kā darba diapazonu sestās paaudzes (6G) bezvadu tehnoloģijā, kas tiek gatavota aktīvai iepazīstināšanai mūsu dzīvē no 2030. gadu sākuma. Iegūtais materiāls ir piemērots konvertējošu vienību vai absorbētāja ķēžu ražošanai šajās frekvencēs. Piemēram, izmantojot saliktu ε-fe2O3 nanopowners, būs iespējams izgatavot krāsas, kas absorbē elektromagnētiskos viļņus un tādējādi vairoga telpas no svešiem signāliem, un aizsargā signālus no pārtveršanas no ārpuses. Pati ε-fe2O3 var izmantot arī 6G reģistratūras ierīcēs. Epsilon dzelzs oksīds ir ārkārtīgi rets un grūts dzelzs oksīda veids, ko iegūt. Mūsdienās tas tiek ražots ļoti mazos daudzumos, un pats process notiek līdz mēnesim. Tas, protams, izslēdz savu plaši izplatīto pieteikumu. Pētījuma autori izstrādāja metodi paātrinātai Epsilon dzelzs oksīda sintēzei, kas spēj samazināt sintēzi līdz vienai dienai (tas ir, lai veiktu pilnu ciklu, kas pārsniedz 30 reizes ātrāk!) Un palielināt iegūtā produkta daudzumu. Metodi ir viegli reproducēt, lēti, un to var viegli ieviest rūpniecībā, un sintēzei nepieciešamie materiāli - dzelzs un silīcijs - ir vieni no visbagātākajiem elementiem uz Zemes. “Lai arī Epsilon-dzelzs oksīda fāze tika iegūta tīrā formā salīdzinoši sen, 2004. gadā tā joprojām nav atradusi rūpniecisku pielietojumu tās sintēzes sarežģītības dēļ, piemēram, kā magnētiskās-ierakstīšanas līdzeklis. Mums ir izdevies ievērojami vienkāršot tehnoloģiju, ”saka Evgenijs Gorbačovs, Maskavas Valsts universitātes Materiālu zinātņu departamenta doktorants un darba pirmais autors. Materiālu veiksmīgas izmantošanas atslēga ar ierakstu pārkāpjošām īpašībām ir to pamatnoteikumu izpēte. Bez padziļināta pētījuma materiālu var nepelnīt daudzus gadus, kā tas ir noticis vairāk nekā vienu reizi zinātnes vēsturē. Maskavas Valsts universitātes materiālu zinātnieku tandēms sintezēja savienojumu, un MIPT fiziķi, kas to sīki pētīja, padarīja attīstību par panākumu.
Pasta laiks: jūlijs-04-2022 