Les scientifiques obtiennent une nanopourbe magnétique pour 6Technologie G
NEFSWISE - Les scientifiques des matériaux ont développé une méthode rapide pour produire de l'oxyde de fer d'Epsilon et ont démontré sa promesse pour les dispositifs de communication de nouvelle génération. Ses propriétés magnétiques exceptionnelles en font l'un des matériaux les plus convoités, comme pour la prochaine génération 6G de dispositifs de communication et pour l'enregistrement magnétique durable. Les travaux ont été publiés dans le Journal of Materials Chemistry C, un journal de la Royal Society of Chemistry. L'oxyde de fer (III) est l'un des oxydes les plus répandus sur Terre. On le trouve principalement comme l'hématite minérale (ou l'oxyde de fer alpha, α-FE2O3). Une autre modification stable et commune est la maghémite (ou modification gamma, γ-FE2O3). Le premier est largement utilisé dans l'industrie comme pigment rouge, et le second comme support d'enregistrement magnétique. Les deux modifications diffèrent non seulement par la structure cristalline (l'oxyde alpha-fer a une syngony hexagonale et l'oxyde de gamma a une synchronisation cubique) mais aussi dans 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 zéta et même le verre. La phase la plus attractive est l'oxyde de fer Epsilon, ε-FE2O3. Cette modification a une force coercitive extrêmement élevée (la capacité du matériau à résister à un champ magnétique externe). La résistance atteint 20 koe à température ambiante, ce qui est comparable aux paramètres des aimants basés sur des éléments de terre rare coûteux. En outre, le matériau absorbe le rayonnement électromagnétique dans la gamme de fréquences sous-terahertz (100-300 GHz) grâce à l'effet de la résonance ferromagnétique naturelle. La fréquence de cette résonance est l'un des critères d'utilisation de matériaux dans les dispositifs de communication sans fil. Il est prévu d'utiliser la gamme Sub-Terahertz comme gamme de travail dans la technologie sans fil de sixième génération (6G), qui est en cours de préparation pour l'introduction active dans nos vies à partir du début des années 2030. Le matériau résultant convient à la production d'unités de conversion ou de circuits d'absorbeuses à ces fréquences. Par exemple, en utilisant des nanopowders composites ε-FE2O3, il sera possible de faire des peintures qui absorbent les ondes électromagnétiques et de protéger ainsi les pièces à partir de signaux étrangers, et de protéger les signaux de l'interception de l'extérieur. Le ε-FE2O3 lui-même peut également être utilisé dans des dispositifs de réception 6G. L'oxyde de fer d'Epsilon est une forme extrêmement rare et difficile d'oxyde de fer à obtenir. Aujourd'hui, il est produit en très petites quantités, le processus lui-même passant jusqu'à un mois. Ceci, bien sûr, exclut son application répandue. Les auteurs de l'étude ont développé une méthode de synthèse accélérée de l'oxyde de fer d'Epsilon capable de réduire le temps de synthèse à un jour (c'est-à-dire pour effectuer un cycle complet de plus de 30 fois plus rapide!) Et d'augmenter la quantité du produit résultant. La technique est simple à reproduire, bon marché et peut être facilement mise en œuvre dans l'industrie, et les matériaux requis pour la synthèse - le fer et le silicium - sont parmi les éléments les plus abondants de la Terre. «Bien que la phase d'oxyde d'epsilon-fer ait été obtenue sous forme pure il y a relativement longtemps, en 2004, elle n'a toujours pas trouvé d'application industrielle en raison de la complexité de sa synthèse, par exemple comme milieu pour l'enregistrement magnétique. Nous avons réussi à simplifier considérablement la technologie », explique Evgeny Gorbatchev, doctorante au Département des sciences des matériaux de la Moscou State University et le premier auteur de l'œuvre. La clé d'une application réussie de matériaux avec des caractéristiques record est la recherche sur leurs propriétés physiques fondamentales. Sans étude approfondie, le matériel peut être oublié sans réserve pendant de nombreuses années, comme cela s'est produit plus d'une fois dans l'histoire de la science. C'est le tandem des scientifiques des matériaux de la Moscou State University, qui a synthétisé le composé, et des physiciens de MIPT, qui l'ont étudié en détail, qui a fait du développement un succès.
Heure du poste: juil-04-2022 