氧化鐵是地球上最常見的氧化物之一，而某些特殊的氧化鐵具有產業應用性，能夠推進科技的發展。近期，科學家開發出一種快速製造 ε-（epsilon）氧化鐵的技術，能應用於 6G 等兆赫茲通訊領域。研究團隊將論文發表在《Journal of Materials Chemistry C》期刊上。
研究論文傳送門
ε-氧化鐵能吸收亞兆赫茲電磁波，可應用於 6G 接收裝置
氧化鐵（III）在地表相當廣泛，主要以赤鐵礦（α-氧化鐵）的形式存在，工業上常用於製作紅色顏料。另一種常見的氧化鐵是磁鐵礦（γ-氧化鐵），常用於製作磁性材料。
此外，氧化鐵還有比較稀有的型態，例如 β-氧化鐵、ε-氧化鐵、Zeta-氧化鐵、玻璃態氧化鐵等等。其中，產業界最感興趣的是 ε-氧化鐵，因為 ε-氧化鐵有極高的矯頑力（coercive force），室溫下高達 20 kOe，與稀土元素相當。矯頑力代表磁性材料抵抗外部磁場的能力，矯頑力愈高，磁性愈不容易受到外部磁場影響，可作為永久磁鐵的材料，應用於馬達、硬碟與磁帶。
另外，ε-氧化鐵也能透過 FMR（ferromagnetic resonance，強磁性共鳴）吸收亞兆赫茲（sub-terahertz）頻率範圍的電磁波，也就是 100 – 300 GHz 的波段。目前 4G 用的是百萬赫茲（megahertz）波段，5G 使用百億赫茲（tens of gigahertz）波段。而亞兆赫茲波段是 6G 使用的波段。因此，ε-氧化鐵能用於 6G 的接收裝置，也能製造吸收電磁波的塗料。
科學家將 ε-氧化鐵製程縮短至 1 天，讓商用成為可能
但 ε-氧化鐵在自然環境相當罕見。雖然科學家在 2004 年就能製造純 ε-氧化鐵，但因為製程複雜，生產需要一個月的時間，因此產量非常小，難以商用。近日，莫斯科國立大學材料系開發一種快速合成 ε-氧化鐵的技術，成功將製造時間縮短到 1 天。該技術簡單，成本低廉，能輕易應用於工業，讓 ε-氧化鐵商用成為可能，加速 6G 的技術發展。
MIPT 兆赫茲光譜學實驗室高級研究員 Liudmila Alyabyeva 博士表示，兆赫茲技術正在蓬勃發展，能用於物聯網、高速通訊、醫療等領域。目前 5G 的頻率是百億赫茲，但 ε-氧化鐵能打開更高頻的大門，讓人類發展 6G 通訊領域。
2021 年，全球 5G 才商轉了一兩年，但更高端的 6G 技術已經起跑。6G 的資料傳輸率可達 5G 的 10 – 100 倍，有望在 2030 年商轉，應用於 VR、自駕車等領域。科學家縮短 ε-氧化鐵的生產時間，讓 6G 離現實更進一步。
參考資料
《Journal of Materials Chemistry C》、《PhysOrg》
（本文提供合作夥伴轉載。首圖來源：Wikimedia Commons CC Licensed）
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