Technologia 6G - naukowcy odkryli przełomową właściwość zapewniającą wysokie częstotliwości

Swoisty wyścig w celu wprowadzenia technologii komunikacji bezprzewodowej 6 generacji (6G) wymaga opracowania odpowiednich materiałów magnetycznych. Nadchodzące technologie wymagają rozszerzenia pasma częstotliwości z obecnie dostępnych kilku gigaherców do ponad 100 GHz. Aby znaleźć odpowiednie do tego materiały, grupa badaczy skupiła się na helikoidalnej superstrukturze spinu CSL.

Nie tak dawno świat komunikacji bezprzewodowej oraz mobilnych urządzeń wykonał kolejny krok w kwestii rozwoju, jakim było wprowadzenie łączności 5 generacji (5G). Do tej pory operatorzy oraz producenci smartfonów chwalą się wsparciem wspomnianej technologii, jednak kiedy czeka nas przejście na kolejny standard? Odpowiedź na to pytanie jest dość zawiła, bowiem wyścig już trwa, a obecnie grupy badaczy poszukują odpowiedniego materiału magnetycznego. Naukowcy z Osaka Metropolitan University wykryli bezprecedensowy rezonans zbiorowy przy wysokich częstotliwościach w superstrukturze magnetycznej, zwanej chiralną siecią solitonu spinowego (CSL). Wspomniane chiralne helimagnesy, zawierające CSL są obiecującym materiałem dla wdrożenia technologii 6 generacji.

Naukowcom z Osaka Metropolitan University udało się odkryć zjawisko, które niewątpliwie przyczyni się do rozwoju technologii 6G.

Nadchodzący standard łączności bezprzewodowej wymaga rozszerzenia pasma częstotliwości z obecnie używanych kilku gigaherców do ponad 100 GHz. Zastosowanie takich częstotliwości nie jest jednak możliwe, ponieważ obecnie stosowane w sprzęcie komunikacyjnym materiały magnetyczne mogą rezonować i pochłaniać mikrofale do około 70 GHz. Aby rozwiązać ten problem, zespół badaczy z Osaka Metropolitan University z profesorem Yoshihiko Togawą na czele zagłębił się we wspomnianą superstrukturę spinu CSL. Według profesora Togawy, CSL ma przestrajalną strukturę w okresowości, co oznacza, że może być stale modulowana poprzez zmianę siły zewnętrznego pola magnetycznego. Ponadto, tryb fononowy CSL lub tryb rezonansu kolektywnego pozwala na szersze zakresy częstotliwości, niż te, które znamy z konwencjonalnych ferromagnetyków. Początkowo, tryb fononowy był jedynie teorią, bowiem nie udowodniono go eksperymentalnie.

Do poszukiwania trybu fononowego, naukowcy posłużyli się chiralnym kryształem magnetycznym, w którym miał znajdować się CSL. Obserwacjom zostało poddane zachowanie rezonansowe przy zmieniających się natężeniach zewnętrznego pola magnetycznego. Do wykrywania sygnałów rezonansu posłużono się specjalnie zaprojektowanym obwodem mikrofalowym. Badaczom udało się zaobserwować rezonans w trzech trybach: tryb Kittel, tryb asymetryczny oraz tryb wielokrotnego rezonansu. W pierwszym z nich, podobnie jak w przypadku konwencjonalnych ferromagnetyków, zaobserwowano, że częstotliwość rezonansowa wzrasta tylko wtedy, gdy wrasta natężenie pola magnetycznego, co skreśla ten tryb w przypadku technologii 6G, gdzie wymagane byłoby wytworzenie silnego pola magnetycznego.

Również w trybie asymetrycznym nie znaleziono fononu CSL. Zmiana nastąpiła jednak w trybie rezonansu wielokrotnego, gdzie wykryto poszukiwany fonon CSL. W opozycji do obecnie stosowanych materiałów, częstotliwość spontanicznie wzrasta, gdy maleje natężenie pola magnetycznego. Jest to zatem kluczowe zjawisko, które zapewne umożliwi zwiększenie częstotliwości do ponad 100 GHz przy zachowaniu stosunkowo słabego pola magnetycznego. Oczekuje się zatem, że to odkrycie zostanie wykorzystane w badaniach i rozwoju technologii 6G. Każda tego typu informacja jest bardzo cenna, bowiem cały czas idziemy naprzód.

Zobacz także:

• iPhone 13 to najlepiej sprzedający się smartfon na świecie. Apple dominuje w zestawieniu
• Paramount nie będzie cenzurować swoich starszych produkcji jak Netflix i Disney+
• Górnicy w Chinach rozpoczęli masowe wyprzedawanie grafik. Czeka nas zalew pokoparkowych kart