מדענים משיגים ננו-אבקה מגנטית לטכנולוגיית 6G

עדכון: 9 בדצמבר 2023

חוֹמֶר מדענים פיתחו שיטה מהירה לייצור תחמוצת ברזל אפסילון והדגימו את הבטחתה למכשירי תקשורת מהדור הבא. התכונות המגנטיות הבולטות שלו הופכות אותו לאחד החומרים הנחשקים ביותר, כמו עבור דור ה-6G הקרוב של מכשירי תקשורת ולהקלטה מגנטית עמידה.

תחמוצת ברזל (III) היא אחת התחמוצות הנפוצות ביותר על פני כדור הארץ. זה נמצא בעיקר כמינרל המטיט (או תחמוצת ברזל אלפא, α-Fe2O3). שינוי יציב ונפוץ נוסף הוא מגממיט (או שינוי גמא, γ-Fe2O3). הראשון נמצא בשימוש נרחב בתעשייה כפיגמנט אדום, והשני כמדיום הקלטה מגנטי. שני השינויים נבדלים לא רק במבנה הגבישי (לתחמוצת אלפא-ברזל יש סינגוניה משושה ותחמוצת ברזל גמא יש סינגוניה מעוקבת), אלא גם בתכונות מגנטיות.

בנוסף לצורות אלה של תחמוצת ברזל (III), ישנם שינויים אקזוטיים יותר כמו אפסילון, בטא, זטה ואפילו זכוכית. השלב האטרקטיבי ביותר הוא תחמוצת ברזל epsilon, ε-Fe2O3. לשינוי זה יש כוח כפייה גבוה במיוחד (יכולת החומר להתנגד לשדה מגנטי חיצוני). החוזק מגיע ל-20 kOe בטמפרטורת החדר, אשר ניתן להשוות לפרמטרים של מגנטים המבוססים על יסודות אדמה נדירים יקרים. יתר על כן, החומר סופג קרינה אלקטרומגנטית בטווח התדרים התת-טרה-הרץ (100-300 GHz) באמצעות השפעת תהודה פרומגנטית טבעית. תדירות תהודה כזו היא אחד הקריטריונים לשימוש בחומרים במכשירי תקשורת אלחוטיים - תקן ה-4G משתמש במגה-הרץ ו-5G משתמש בעשרות גיגה-הרץ. ישנן תוכניות להשתמש בטווח התת-טרה-הרץ כטווח עבודה בדור השישי (6G) האלחוטי טֶכנוֹלוֹגִיָה, שהוכנה להכנס פעיל לחיינו מתחילת שנות ה-2030.

החומר המתקבל מתאים לייצור יחידות המרה או מעגלי בולם בתדרים אלה. לדוגמא, באמצעות ε-Fe מרוכבים2O3 ניתן יהיה ליצור צבעים הסופגים גלים אלקטרומגנטיים ובכך להגן על חדרים מפני אותות זרים ולהגן על אותות מיירוט מבחוץ. ה- ε-Fe2O3 עצמה יכולה לשמש גם במכשירי קליטה 6G.