Физики из России, Германии и Нидерландов ускорили разработку технологий связи 6G

Ученые впервые всесторонне изучили свойства ромбоэдрического титаната кобальта в сверхсильных магнитных полях при температуре минус 269°C.

Международная коллаборация ученых из России, Германии и Нидерландов сделала шаг, приближающий появление связи шестого поколения (6G). Физики впервые всесторонне изучили свойства перспективного материала — ромбоэдрического титаната кобальта — в сверхсильных магнитных полях. Результаты эксперимента, опубликованные в авторитетном журнале Physical Review B, помогут приспособить этот материал для работы в системах связи нового поколения.

Сегодня инженеры по всему миру находятся в поиске материалов, на основе которых можно будет создавать сверхминиатюрные оптомагнитные устройства, способные передавать данные с колоссальной скоростью. Один из главных кандидатов — антиферромагнетики. Это особые магнитные материалы, в которых магнитные моменты соседних атомов направлены в противоположные стороны. Теоретики предполагают, что колебания внутри кристаллических решеток некоторых антиферромагнетиков (включая соединения титана, кобальта или марганца) имеют терагерцовую частоту — а это и есть ключ к невероятно быстрой передаче информации.

Объектом исследования стал титанат кобальта — соединение кислорода, титана и кобальта, атомы которого образуют структуру в виде ромбоэдров (объемных фигур, похожих на куб, но с гранями-ромбами). Чтобы разобраться в его свойствах, ученые охладили материал до температуры минус 269°C — почти до абсолютного нуля — и поместили в сверхмощное магнитное поле. В таких экстремальных условиях им удалось выделить три разных типа физических возбуждений, влияющих на поведение материала.

Результаты оказались неожиданными. Выяснилось, что взаимодействие между этими возбуждениями устроено гораздо сложнее, чем предполагалось ранее. Существующие теоретические модели не могут в полной мере описать свойства титаната кобальта и подобных ему материалов. Однако сами физики смотрят в будущее с оптимизмом: дальнейшие опыты — уже в более слабых полях — помогут восполнить пробелы и в конечном счете научиться управлять этими свойствами.