| 2022年6月21日 |
磁性超結構引起全球6G開發人員的共鳴（（Nanowerk新聞）6G什麼時候成為現實？實現第六代（6G）無線通信係統的競賽需要開發合適的磁性材料。大阪都會大學及其同事的科學家在一個名為“手性旋轉孤子晶格（CSL）的磁性上部結構中，在高頻上發現了前所未有的集體共鳴，揭示了CSL托管手性手性helimagnets作為6G技術的有前途的材料。 |
| 該研究發表在物理評論信（（“觀察手性旋轉晶格中的集體共振模式”）。 |
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| 科學家使用寬帶微波光譜法檢測了前所未有的集體共振模式，在極高的頻帶和寬闊的頻帶。他們發現，在5G頻率以上的CSL中可能發生共振，磁場強度的變化很小。（圖片：大阪大都會大學） |
| 未來的通信技術需要將頻段從當前的幾吉赫茲（GHz）擴展到100多個GHz。鑒於通信設備中使用的現有磁性材料隻能在實用強度磁場的情況下吸收大約70 GHz，因此尚無這種高頻。在解決這一知識和技術方麵的差距時，由大阪都會大學的Yoshihihiko Togawa教授領導的研究團隊深入研究了螺旋體旋轉超結構CSL。 |
| “ CSL具有周期性的可調結構，這意味著可以通過改變外部磁場強度來連續調節，” Togawa教授解釋說。“ CSL聲子模式或集體共振模式 - 當CSL的扭結圍繞其平衡位置振動時 - 允許頻率範圍比常規鐵磁材料的頻率範圍更廣泛。” |
| 理論上已經對此CSL聲子模式進行了理解，但在實驗中從未觀察到。 |
| 在尋求CSL聲子模式時，該團隊在CRNB3S6上進行了實驗，這是一種構成CSL的典型手性磁晶體。他們首先在CRNB3S6中產生CSL，然後在不斷變化的外部磁場強度下觀察其共振行為。專門設計的微波電路用於檢測磁共振信號。 |
| 研究人員在三種模式下觀察到共振，即“ Kittel模式”，即“不對稱模式”和“多共振模式”。在Kittel模式下，類似於常規鐵磁材料中觀察到的類似，僅當磁場強度增加時，共振頻率會增加，這意味著創建6G所需的高頻將需要一個不切實際的磁場。在不對稱模式下也未發現CSL聲子。 |
| 在多個共振模式下，檢測到CSL聲子；與當前使用的磁性材料觀察到的相反，當磁場強度降低時，頻率會自發增加。這是一種前所未有的現象，它可能會使磁場相對較弱的磁場增強超過100 GHz - 這種提升是實現6G可操作性的急需的機製。 |
| 第一作者Yusuke Shimamoto博士指出：“我們成功地觀察了這一共鳴運動。”“由於其出色的結構可控性，可以在寬帶的寬帶上控製諧振頻率，直到子terahertz頻段。這種寬帶和可變的頻率特征超過5G，預計將用於下一代通信技術的研究和開發。” |
