يواصل علماء جامعة جنوب الأورال الحكومية دراسة سداسيات الباريوم. في تجربة جديدة ، ابتكر المتخصصون مادة ذات خصائص عالية جدًا لامتصاص الموجات الكهرومغناطيسية بالمقارنة مع تلك التي تمت دراستها من قبل ، وأكدوا ميزاتها. نُشر مقال عن دراسة خصائص الميكروويف لسداسيات الباريوم المستبدل بالألمنيوم في إحدى المجلات المرموقة في الربع الأول ، «Journal of Alloys and Compounds».
زيادة الخصائص الكهرومغناطيسية
حتى وقت قريب ، كان فريت الباريوم ذو البنية السداسية يعتبر المادة المثالية لإنشاء مغناطيس دائم. ومع ذلك ، في كثير من الأحيان يتم اعتبار سداسيات الباريوم في كثير من الأحيان على أنها متعددة المواد ، أي المواد ذات النوع المزدوج من الطلب - المغناطيسي والكهربائي. يمكن استخدامها ، على سبيل المثال ، في أجهزة الميكروويف. الهيكسافريت جيدة في امتصاص الموجات الكهرومغناطيسية. علاوة على ذلك ، تعتمد خصائص المواد على التركيز في مادة أيونات العناصر الكيميائية التي تحل محل أيونات الحديد.
يدرس الباحثون في جامعة جنوب الأورال الحكومية باستمرار سداسيات الباريوم. يقومون بتجميع المواد مع بدائل مختلفة لاختبار خصائصها. لذلك ، في العمل الأخير ، تم استخدام أيونات سكانديوم لتحل محل أيونات الحديد. أظهرت سداسيات الباريوم خصائص امتصاص عالية للموجات في نطاق التردد من 20-60 غيغاهرتز. تفتح النتيجة التي تم الحصول عليها آفاقًا واسعة للتطبيق العملي ، على سبيل المثال ، في مجال تقنيات 5G.
في وقت سابق ، درس علماء جامعة جنوب الأورال الحكومية بالفعل خصائص الميكروويف لسداسيات الباريوم ، ولكن في نطاق 23-50 جيجا هرتز. استخدم الباحثون مادة يتم فيها استبدال أيونات الحديد بأيونات التيتانيوم والألمنيوم. تم تصنيع سداسيات الباريوم المستبدلة بشكل غير متجانس في مختبر النمو البلوري.
«تعد هذه الدراسة جزءًا من مجال بحث كبير حول تأثيرات استبدال السداسيات على تركيبها وخصائصها. يجب أن نفهم أن الكاتيونات المختلفة تؤثر على خصائص المصفوفة الأولية بطرق مختلفة. لقد اخترنا اثنتين لهما تأثير معاكس - التيتانيوم والألمنيوم. بالنسبة لكل عنصر من عناصر صناعة السبائك ، من المهم تحديد قيمة الخصائص في أكبر نطاق تردد ممكن. وهذا يتطلب استخدام مجموعات مختلفة من المعدات. في هذه الحالة ، نحن نتحدث عن نطاق التردد 32-50 جيجا هرتز ، وقد وجد أن العينات التي تحتوي على درجة عالية من استبدال الألمنيوم لها خصائص امتصاص أفضل للموجات الكهرومغناطيسية»؟-. علق أستاذ العلوم الكيمائية دينيس فينيك ، رئيس مختبر مواد الأكسيد المغناطيسي من جامعة جنوب الأورال الحكومية.
.jpg)
الشكل: موضع العينة المقاسة في خط النقل والمعلمات الهندسية المستخدمة في الحسابات.
خطط للمواد الجديدة
تم دعم الدراسة من قبل مؤسسة العلوم الروسية ، المشروع رقم 18-79-00154. لإنشاء سداسيات ، ودراسة ميزاتها ، تم إشراك علماء من قسمين - المدرسة العليا للإلكترونيات وعلوم الكمبيوتر ومعهد الفنون التطبيقية. تم تطوير منهجية دراسة خصائص المواد الجديدة على ترددات الموجات الدقيقة من قبل مرشحين للعلوم التقنية ، وأساتذة مشاركين في قسم تصميم وإنتاج المعدات الراديوية في المدرسة العليا للاقتصاد دينيس كليغاتش وماكسيم فاخيتوف. كما قاموا بأخذ القياسات ومعالجة النتائج. تم توفير المعدات للتجربة في نطاق التردد 32-50 GHz من جامعة الأورال الفيدرالية. النتائج التي تم الحصول عليها تثبت أن هذا الاتجاه لديه احتمال تطويرالبحث.
«إن استمرار التجارب في هذا المجال سيسمح لنا بمحاكاة مواد جديدة بخصائص ديناميكية كهربائية مرغوبة ، على سبيل المثال ، ثابت العزل الكهربائي ، ثابت مغناطيسي ، مما سيقلل بشكل كبير من الوقت لتطوير مثل هذه المواد. وقال مكسيم فاخيتوف عن المزيد من العمل، يجري العمل حاليًا لنمذجة الخصائص الديناميكية الكهربائية للمواد المركبة ، بما في ذلك تلك التي تعتمد على سداسيات في نطاقات التردد المعينة».
يمكن استخدام المواد التي درسها العلماء ، والتي توضح خصائص الامتصاص العالية للموجات الكهرومغناطيسية ، لإنشاء حالات وركائز لأجهزة الموجات الدقيقة (فائقة التردد) ولضمان التوافق الكهرومغناطيسي للأجهزة الإلكترونية.
البحث في مجال علم المواد هو أحد الاتجاهات الاستراتيجية الثلاثة لتطوير الأنشطة العلمية والتعليمية لجامعة ولاية جنوب الأورال إلى جانب صناعة علم البيئة الرقمية.
جامعة جنوب الأورال الحكومية هى أحد المشاركين في مشروع 5-100 ، المصمم لزيادة القدرة التنافسية للجامعات الروسية بين المراكز البحثية والتعليمية الرائدة في العالم.