Wissenschaftler erhalten magnetische Nanopäder für 6G Technologie
NEWSWISE-Materialwissenschaftler haben eine schnelle Methode zur Herstellung von Epsilon-Eisenoxid entwickelt und sein Versprechen für Kommunikationsgeräte der nächsten Generation demonstriert. Seine herausragenden magnetischen Eigenschaften machen es zu einem der begehrtesten Materialien, beispielsweise für die kommende 6G -Generation von Kommunikationsgeräten und für dauerhafte Magnetaufzeichnungen. Das Werk wurde im Journal of Materials Chemistry C, einem Journal der Royal Society of Chemistry, veröffentlicht. Das Eisenoxid (III) ist eines der am weitesten verbreiteten Oxide der Erde. Es wird hauptsächlich als Mineralhämatit (oder Alpha-Eisenoxid α-FE2O3) gefunden. Eine weitere stabile und häufige Modifikation ist Maghemit (oder Gamma-Modifikation, γ-FE2O3). Ersteres wird in der Industrie als rotes Pigment und letzteres als Magnetaufzeichnungsmedium häufig eingesetzt. Die beiden Modifikationen unterscheiden sich nicht nur in der kristallinen Struktur (Alpha-Eisenoxid hat eine hexagonale Syngonie und Gamma-Eisenoxid hat eine kubische Syngonie), aber auch in magnetischen Eigenschaften. Zusätzlich zu diesen Formen von Eisenoxid (III) gibt es exotischere Modifikationen wie Epsilon-, Beta-, Zeta- und sogar glasig. Die attraktivste Phase ist Epsilon-Eisenoxid ε-FE2O3. Diese Modifikation hat eine extrem hohe Zwangskraft (die Fähigkeit des Materials, einem externen Magnetfeld zu widerstehen). Die Festigkeit erreicht 20 Koe bei Raumtemperatur, was mit den Parametern von Magneten vergleichbar ist, die auf teuren Seltenerdelementen basieren. Darüber hinaus absorbiert das Material die elektromagnetische Strahlung im Frequenzbereich von Sub-Tterahertz (100-300 GHz) durch die Wirkung einer natürlichen ferromagnetischen Resonanz. Die Häufigkeit einer solchen Resonanz ist eines der Kriterien für die Verwendung von Materialien in drahtlosen Kommunikationsgeräten-Der 4G-Standard verwendet Megahertz und 5G-Verwendung von 5Gs. Es ist geplant, die Sub-Tterahertz-Reichweite als Arbeitsbereich in der 6G-Wireless-Technologie der sechsten Generation (6G) zu verwenden, die für die aktive Einführung in unserem Leben aus den frühen 2030er Jahren vorbereitet wird. Das resultierende Material eignet sich für die Herstellung von Umwandlung von Einheiten oder Absorberschaltungen bei diesen Frequenzen. Beispielsweise kann durch Verwendung von Composite ε-FE2O3-Nanopowdern Farben hergestellt werden, die elektromagnetische Wellen absorbieren und damit Räume vor fremden Signalen schützen und Signale vor Abfangen von außen vor Abfangen schützen. Das ε-FE2O3 selbst kann auch in 6G-Empfangsgeräten verwendet werden. Epsilon -Eisenoxid ist eine äußerst seltene und schwierige Form von Eisenoxid. Heute wird es in sehr kleinen Mengen hergestellt, wobei der Prozess selbst bis zu einem Monat dauert. Dies schließt natürlich seine weit verbreitete Anwendung aus. Die Autoren der Studie entwickelten eine Methode zur beschleunigten Synthese von Epsilon -Eisenoxid, die die Synthesezeit auf eines Tages verkürzt (dh einen vollständigen Zyklus von mehr als 30 -mal schneller!) Und die Menge des resultierenden Produkts zu erhöhen. Die Technik ist einfach zu reproduzieren, billig und kann in der Industrie leicht implementiert werden, und die für die Synthese - Eisen und Silizium - erforderlichen Materialien gehören zu den am häufigsten vorkommenden Elementen der Erde. „Obwohl die Epsilon-Eisen-Oxid-Phase vor relativ langer Zeit in reiner Form erhalten wurde, wurde 2004 aufgrund der Komplexität ihrer Synthese immer noch keine industrielle Anwendung gefunden, beispielsweise als Medium für die Magnetaufzeichnung. Wir haben es geschafft, die Technologie erheblich zu vereinfachen “, sagt Evgeny Gorbatschow, Doktorandin des Ministeriums für Materialwissenschaften der Moskauer State University und der erste Autor der Arbeit. Der Schlüssel zur erfolgreichen Anwendung von Materialien mit Rekordeigenschaften ist die Erforschung ihrer grundlegenden physikalischen Eigenschaften. Ohne eingehende Studie kann das Material viele Jahre lang unverdient vergessen werden, wie es in der Geschichte der Wissenschaft mehr als einmal geschehen ist. Es war das Tandem von Materialwissenschaftlern an der Moskauer State University, die die Verbindung synthetisierten, und Physiker in Mipt, die sie ausführlich untersuchten, die Entwicklung zu einem Erfolg machte.
Postzeit: Jul-04-2022 