Des scientifiques achètent de la nanopoudre magnétique pour la technologie 6G


matériau 2D

Crédit : CC0 Domaine public

Les scientifiques des matériaux ont mis au point une méthode rapide de fabrication d’oxyde de fer epsilon et ont démontré son potentiel les appareils de communication de nouvelle . Ses excellentes propriétés magnétiques en font l’un des matériaux les plus recherchés, par exemple pour la prochaine génération d’appareils de communication 6G et pour les enregistrements magnétiques permanents. L’ouvrage a été publié en Journal de la chimie des matériaux C, un journal de la Royal Society of Chemistry.

L’oxyde de fer (III) est l’un des oxydes les plus courants sur terre. On l’appelle principalement l’hématite minérale (ou oxyde de fer alpha, α-Fe2Ö3). Une autre modification stable et courante est la maghémite (ou modification gamma, γ-Fe2Ö3). Le premier est largement utilisé dans l’industrie comme pigment rouge et le second comme d’enregistrement magnétique. Les deux modifications diffèrent non seulement par la structure cristalline (l’oxyde de fer alpha a une syngonie hexagonale et l’oxyde de fer gamma a une syngonie cubique), mais aussi par les propriétés magnétiques.

En plus de ces formes d’oxyde de fer (III), il existe des modifications plus exotiques telles que l’epsilon, le bêta, le zêta et même le verre. La phase la plus attractive est l’oxyde de fer epsilon, -Fe2Ö3. Cette modification a une force coercitive extrêmement élevée (la capacité du matériau à résister à un champ magnétique ). La force atteint 20 kOe à température ambiante, ce qui est comparable aux paramètres des aimants basés sur des éléments de terres rares coûteux. De plus, le matériau absorbe le rayonnement électromagnétique dans la gamme de fréquences sub-térahertz (100-300 GHz) par l’effet de la résonance ferromagnétique naturelle. La fréquence de cette résonance est l’un des critères d’ des matériaux dans les appareils de communication sans fil – la norme 4G utilise le mégahertz et la 5G utilise des dizaines de gigahertz. Il est prévu d’utiliser la gamme sub-térahertz comme zone de travail dans la radio de sixième génération (6G), qui est en cours de préparation pour une introduction active dans nos vies à partir du début des années 2030.

Le matériau résultant convient à la fabrication d’unités transducteurs ou de circuits absorbeurs à ces fréquences. Par exemple grâce à l’utilisation de composite ε-Fe2Ö3 Les nanopoudres permettront de produire des peintures qui absorbent les ondes électromagnétiques et protègent ainsi les pièces des signaux externes et protègent les signaux contre les écoutes de l’extérieur. Le -Fe2Ö3 lui-même peut également être utilisé dans les récepteurs 6G.

L’oxyde de fer Epsilon est une forme d’oxyde de fer extrêmement rare et difficile à obtenir. Aujourd’hui, il est fabriqué en très petites quantités, le processus lui-même prenant jusqu’à un mois. Bien entendu, cela exclut une large application. Les auteurs de l’étude ont développé une méthode pour accélérer la synthèse de l’oxyde de fer epsilon qui peut réduire le temps de synthèse à un jour (c’est-à-dire effectuer un cycle complet plus de 30 fois plus vite !) Et augmenter la quantité du produit résultant. La technologie est facile à reproduire, peu coûteuse et facile à mettre en œuvre industriellement, et les matériaux fer et silicium nécessaires à la synthèse sont parmi les éléments les plus abondants sur terre.

« Bien que la phase d’oxyde de fer epsilon ait été obtenue sous forme pure il y a relativement longtemps, en raison de la complexité de sa synthèse, elle n’était pas encore utilisée industriellement en 2004, par exemple comme support d’enregistrements magnétiques. Nous avons réussi à simplifier considérablement la technologie », explique Evgeny Gorbatchev, doctorant à l’Institut des sciences des matériaux de l’Université d’État de Moscou et premier auteur de l’ouvrage.

La clé pour appliquer avec succès des matériaux aux propriétés record est d’explorer leurs propriétés physiques de base. Sans une étude approfondie, le matériel peut être injustement oublié pendant de nombreuses années, comme cela s’est produit plus d’une fois dans l’histoire de la science. C’est le tandem de scientifiques des matériaux de l’Université d’État de Moscou qui a synthétisé le composé et de physiciens du MIPT qui l’ont étudié en détail qui a fait du développement un succès.

« Les matériaux avec des fréquences de résonance ferromagnétique aussi élevées ont un potentiel énorme pour des applications pratiques. La technologie térahertz est en plein essor aujourd’hui : c’est l’Internet des objets, c’est la communication ultra-rapide, il y a des appareils scientifiques plus ciblés et c’est la prochaine génération. travaux de l’année dernière, nos matériaux ouvrent la porte à des fréquences nettement plus élevées (des centaines de gigahertz), nous avons donc déjà affaire aux normes 6G. Maintenant c’est aux ingénieurs, nous sommes heureux de partager l’information avec eux et attendons avec impatience avoir un téléphone 6G entre nos mains « , déclare le Dr Liudmila Alyabyeva, Ph.D., chercheur principal au laboratoire de spectroscopie térahertz MIPT, où la recherche térahertz a été menée.


Un nouveau matériau magnétique et un nouveau procédé d’enregistrement pour augmenter énormément la capacité de données


Plus d’information:
Evgeny Gorbatschow et al., Réglage de la taille des particules, de la fréquence de résonance ferromagnétique naturelle et des propriétés magnétiques de ε-Fe2Ö3 Nanoparticules fabriquées par une méthode sol-gel rapide, Journal de la chimie des matériaux C (2021). DOI : 10.1039 / D1TC01242H

Fourni par l’Institut de physique et de technologie de Moscou (MIPT)

Citation: Scientists Receive Magnetic Nanopowder for 6G Technology (2021, 28 juin), consulté le 29 juin 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-06-scientists-magnetic-nanopowder-6g-technology.html

Ce document est soumis au droit d’auteur. Sauf pour le commerce équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni à titre informatif seulement.

Laisser un commentaire