科学者は6つの磁性ナノ粉末を入手Gテクノロジー
Newswise — 材料科学者らは、イプシロン酸化鉄を迅速に製造する方法を開発し、次世代通信デバイスへの期待を実証しました。その優れた磁気特性により、次期 6G 世代の通信機器や耐久性のある磁気記録などで最も人気のある材料の 1 つとなっています。この研究は、王立化学会の雑誌である Journal of Materials Chemistry C に掲載されました。 酸化鉄 (III) は、地球上で最も広く普及している酸化物の 1 つです。それは主に鉱物ヘマタイト (またはアルファ酸化鉄、α-Fe2O3) として発見されます。もう 1 つの安定した一般的な修飾は、マグヘマイト (またはガンマ修飾、γ-Fe2O3) です。前者は赤色顔料として、後者は磁気記録媒体として産業界で広く使用されている。 2 つの修飾は、結晶構造 (アルファ酸化鉄は六方晶系シンゴニーを持ち、ガンマ酸化鉄は立方晶系シンゴニーを持ちます) だけでなく、磁気特性も異なります。 酸化鉄 (III) のこれらの形態に加えて、イプシロン、ベータ、ゼータ、さらにはガラス質など、さらに珍しい修飾が存在します。最も魅力的な相はイプシロン酸化鉄、ε-Fe2O3 です。この変更により、保磁力 (外部磁場に抵抗する材料の能力) が非常に高くなります。強度は室温で 20 kOe に達し、高価な希土類元素をベースにした磁石のパラメータに匹敵します。さらに、この材料は、自然強磁性共鳴の効果により、テラヘルツ以下の周波数範囲 (100 ～ 300 GHz) の電磁放射を吸収します。このような共鳴の周波数は、無線通信デバイス (4G) での材料の使用基準の 1 つです。標準ではメガヘルツが使用され、5G では数十ギガヘルツが使用されます。第6世代（6G）無線技術では、サブテラヘルツ帯を動作範囲として利用する計画があり、2030年代初頭から私たちの生活に積極的に導入する準備が進められています。 得られた材料は、これらの周波数での変換ユニットまたは吸収回路の製造に適しています。たとえば、複合ε-Fe2O3 ナノ粉末を使用すると、電磁波を吸収して部屋を外部信号から遮断し、外部からの信号の傍受から保護する塗料を作成することが可能になります。 ε-Fe2O3自体は6Gの受信装置にも利用可能です。 イプシロン酸化鉄は、非常に希少で入手が難しい酸化鉄です。現在では非常に少量しか生産されず、プロセス自体に最大 1 か月かかります。もちろん、これはその広範な適用を除外します。この研究の著者らは、合成時間を 1 日に短縮し（つまり、フルサイクルを 30 倍以上速く実行できる！）、得られる生成物の量を増やすことができる、イプシロン酸化鉄の合成を加速する方法を開発しました。 。この技術は再現が簡単で安価で、産業で簡単に導入できます。また、合成に必要な材料である鉄とシリコンは地球上で最も豊富な元素の 1 つです。 「イプシロン酸化鉄相は比較的昔、2004 年に純粋な形で得られましたが、その合成の複雑さのため、磁気記録用媒体などの産業用途はまだ見つかっていません。私たちは技術を大幅に簡素化することに成功しました」とモスクワ州立大学材料科学科の博士課程の学生であり、この研究の筆頭著者であるエフゲニー・ゴルバチョフは言う。 記録破りの特性を持つ材料の応用を成功させる鍵は、その基本的な物理的特性の研究です。綿密な研究がなければ、科学の歴史の中で何度も起こったことであるが、その資料は不当にも何年も忘れ去られる可能性がある。開発を成功させたのは、この化合物を合成したモスクワ州立大学の材料科学者と、それを詳細に研究したMIPTの物理学者の連携でした。
投稿時間: 2022 年 7 月 4 日 