Mae gwyddonwyr yn cael nanopowder magnetig ar gyfer 6G Technoleg
Newyddion-Mae gwyddonwyr materol wedi datblygu dull cyflym ar gyfer cynhyrchu ocsid haearn epsilon ac wedi dangos ei addewid ar gyfer dyfeisiau cyfathrebu cenhedlaeth nesaf. Mae ei briodweddau magnetig rhagorol yn ei wneud yn un o'r deunyddiau mwyaf poblogaidd, megis ar gyfer y genhedlaeth 6G o ddyfeisiau cyfathrebu sydd ar ddod ac ar gyfer recordio magnetig gwydn. Cyhoeddwyd y gwaith yn y Journal of Materials Chemistry C, A Journal of the Royal Society of Chemistry. Ocsid haearn (III) yw un o'r ocsidau mwyaf eang ar y Ddaear. Fe'i ceir yn bennaf fel yr hematite mwynol (neu ocsid haearn alffa, α-Fe2O3). Addasiad sefydlog a chyffredin arall yw maghemite (neu addasu gama, γ-Fe2O3). Defnyddir y cyntaf yn helaeth mewn diwydiant fel pigment coch, a'r olaf fel cyfrwng recordio magnetig. Mae'r ddau addasiad yn wahanol nid yn unig mewn strwythur crisialog (mae gan alffa-haearn ocsid syngony hecsagonol ac mae gan ocsid gama-haearn syngony ciwbig) ond hefyd mewn priodweddau magnetig. Yn ychwanegol at y mathau hyn o haearn ocsid (III), mae mwy o addasiadau egsotig fel epsilon-, beta-, zeta-, a hyd yn oed gwydrog. Y cyfnod mwyaf deniadol yw ocsid haearn epsilon, ε-Fe2O3. Mae gan yr addasiad hwn rym gorfodaeth uchel iawn (gallu'r deunydd i wrthsefyll maes magnetig allanol). Mae'r cryfder yn cyrraedd 20 koe ar dymheredd yr ystafell, sy'n debyg i baramedrau magnetau yn seiliedig ar elfennau drud prin. Ar ben hynny, mae'r deunydd yn amsugno ymbelydredd electromagnetig yn yr ystod amledd is-terahertz (100-300 GHz) trwy effaith cyseiniant ferromagnetig naturiol. Mae amlder cyseiniant o'r fath yn un o'r meini prawf ar gyfer defnyddio deunyddiau mewn dyfeisiau cyfathrebu diwifr-y defnyddiau safonol 4G. Mae yna gynlluniau i ddefnyddio'r ystod is-terahertz fel ystod weithio yn nhechnoleg ddi-wifr y chweched genhedlaeth (6G), sy'n cael ei pharatoi i'w chyflwyno'n weithredol yn ein bywydau o ddechrau'r 2030au. Mae'r deunydd sy'n deillio o hyn yn addas ar gyfer cynhyrchu unedau trosi neu gylchedau amsugno ar yr amleddau hyn. Er enghraifft, trwy ddefnyddio nanopowders cyfansawdd ε-Fe2O3 bydd yn bosibl gwneud paent sy'n amsugno tonnau electromagnetig ac felly'n cysgodi ystafelloedd rhag signalau allanol, ac amddiffyn signalau rhag rhyng-gipio o'r tu allan. Gellir defnyddio'r ε-Fe2O3 ei hun hefyd mewn dyfeisiau derbyn 6G. Mae ocsid haearn epsilon yn fath prin ac anodd iawn o ocsid haearn i'w gael. Heddiw, mae'n cael ei gynhyrchu mewn symiau bach iawn, gyda'r broses ei hun yn cymryd hyd at fis. Mae hyn, wrth gwrs, yn diystyru ei gymhwysiad eang. Datblygodd awduron yr astudiaeth ddull ar gyfer synthesis carlam o ocsid haearn epsilon sy'n gallu lleihau'r amser synthesis i un diwrnod (hynny yw, i gyflawni cylch llawn o fwy na 30 gwaith yn gyflymach!) A chynyddu maint y cynnyrch sy'n deillio o hynny. Mae'r dechneg yn syml i atgynhyrchu, rhad a gellir ei gweithredu'n hawdd mewn diwydiant, ac mae'r deunyddiau sy'n ofynnol ar gyfer y synthesis - haearn a silicon - ymhlith yr elfennau mwyaf niferus ar y ddaear. “Er y cafwyd y cyfnod epsilon-haearn ocsid ar ffurf bur yn gymharol bell yn ôl, yn 2004, nid yw wedi dod o hyd i gymhwysiad diwydiannol o hyd oherwydd cymhlethdod ei synthesis, er enghraifft fel cyfrwng ar gyfer recordio magnetig. Rydym wedi llwyddo i symleiddio’r dechnoleg yn sylweddol, ”meddai Evgeny Gorbachev, myfyriwr PhD yn yr Adran Gwyddorau Deunyddiau ym Mhrifysgol Talaith Moscow ac awdur cyntaf y gwaith. Yr allwedd i gymhwyso deunyddiau yn llwyddiannus sydd â nodweddion torri record yw ymchwil i'w priodweddau ffisegol sylfaenol. Heb astudiaeth fanwl, gellir anghofio'r deunydd yn annymunol ers blynyddoedd lawer, fel sydd wedi digwydd fwy nag unwaith yn hanes gwyddoniaeth. Tandem gwyddonwyr deunyddiau ym Mhrifysgol Talaith Moscow, a syntheseiddiodd y cyfansoddyn, a ffisegwyr yn MIPT, a'i hastudiodd yn fanwl, a wnaeth y datblygiad yn llwyddiant.
Amser Post: Gorffennaf-04-2022 