जैसे-जैसे 5जी प्रौद्योगिकियां विकसित हो रही हैं, वैज्ञानिक और इंजीनियर पहले से ही चीजों को 6जी तक बेहतर बनाने के नए तरीके तलाश रहे हैं।5G और 6G दोनों में संबोधित करने वाली सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक कई हानिकारक प्रभाव हैं जो अत्यधिक उच्च आवृत्तियों पर काम करने से वायरलेस संचार पर पड़ते हैं।टेराहर्ट्ज़ रेंज के करीब आवृत्तियों पर, सिग्नल क्षीणन और हस्तक्षेप जैसी समस्याएं अधिक प्रमुख हैं, और सिग्नल अखंडता को बनाए रखना बहुत कठिन हो जाता है।

असाधारण ढांकता हुआ गुणों वाली इन्सुलेट सामग्री का उपयोग करके इनमें से कुछ मुद्दों को काफी हद तक कम किया जा सकता है।ग्लास- और सिरेमिक-आधारित इन्सुलेट सामग्री वर्तमान में दृश्य पर हावी है, लेकिन उनकी उच्च लागत और निर्माण जटिलता उन्हें बड़े पैमाने पर उत्पादित उपकरणों के लिए काफी हद तक अनुपयुक्त बना देती है, जो उच्च-स्तरीय 6 जी के लिए आवश्यक हैं।क्या पॉलिमरिक सामग्री एक बेहतर विकल्प हो सकती है?

इस प्रश्न का उत्तर देने के प्रयास में, टोक्यो इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी की एक शोध टीम ने पॉलीमाइड्स (पीआई) पर एक अध्ययन किया, जो उच्च आवृत्ति संचालन के लिए उपयुक्त सामग्री के रूप में लोकप्रियता हासिल कर रहे हैं।प्रोफेसर शिनजी एंडो के नेतृत्व में और हाओनान लियू सहित, टीम का नवीनतम पेपर थाप्रकाशितमेंअनुप्रयुक्त भौतिकी पत्र6 जून 2024 को.

एंडो बताते हैं, "पॉलीमाइड्स अपनी उत्कृष्ट तापीय स्थिरता, यांत्रिक कठोरता, लचीलेपन, हल्के वजन और अनुकूल ढांकता हुआ गुणों के कारण अलग दिखते हैं। हालांकि, पीआई की आणविक संरचना और उनके ढांकता हुआ गुणों के बीच संबंध अभी तक पूरी तरह से स्थापित नहीं हुआ है।""गीगाहर्ट्ज आवृत्ति रेंज में पीआई के ढांकता हुआ गुणों पर मौजूदा अध्ययन 60 गीगाहर्ट्ज से नीचे तक सीमित हैं, जो अगली पीढ़ी के ढांकता हुआ पीआई सामग्रियों के लिए पॉइंटर्स के डिजाइन में गंभीर बाधा उत्पन्न करता है।"

अनुसंधान टीम ने विभिन्न प्रकार की आणविक संरचनाओं के साथ 11 पीआई के ढांकता हुआ गुणों को मापने और विश्लेषण करके इस ज्ञान अंतर को संबोधित करने की मांग की।इस उद्देश्य के लिए, उन्होंने फैब्री-पेरोट रेज़ोनेटर नामक एक उपकरण का उपयोग किया, जो वर्तमान में कम अपव्यय कारक के साथ 110-330 गीगाहर्ट्ज रेंज में पतली फिल्मों के ढांकता हुआ गुणों को मापने के लिए उपयुक्त एकमात्र ज्ञात उपकरण है।

अनुनादक का उपयोग करके, शोधकर्ताओं ने ढांकता हुआ स्थिरांक (डी) मापा_के) और अपव्यय कारक (डीएफ_{) पॉलीमाइड्स का।}स्पष्ट करने के लिए, दोनों डी_केऔर डी_एफविभिन्न तरीकों से ऊर्जा को संग्रहित करने की सामग्री की क्षमता का प्रतिनिधित्व करते हैं, और सिग्नल हानि को कम करने और सिग्नल अखंडता को बनाए रखने के लिए कम मान महत्वपूर्ण हैंउच्च आवृत्तियाँ.

सभी 11 पीआई ने विशिष्ट डी दिखाया_केऔर डी_एफवक्र, जैसे-जैसे आवृत्ति बढ़ती है, इन मूल्यों में निरंतर कमी प्रदर्शित होती है।विशेष रूप से, जिन पीआई में फ्लोरीन की मात्रा अधिक थी, उनमें निम्न डी प्रदर्शित हुआ_केमूल्य.विशेष रूप से, एक पेरफ्लूरिनेटेड पॉलीमाइड ने काफी कम डी प्रदर्शित किया_केऔर छोटा डी_एफअन्य पॉलीमाइड्स की तुलना में, और डी की आवृत्ति निर्भरता_केऔर डी_एफभी बहुत छोटा है.एक और विशेष रूप से दिलचस्प खोज यह थी कि डी में वृद्धि_एफध्रुवीय अंश के साथ नकारात्मक रूप से सहसंबद्ध था - अर्थात, ध्रुवीय कार्यात्मक समूहों से बने बहुलक के द्रव्यमान का प्रतिशत।

कुल मिलाकर, इस अध्ययन के नतीजे पीआई के ढांकता हुआ गुणों पर कुछ आवश्यक प्रकाश डालते हैं।यह डेटा अंततः इंजीनियरों को सक्षम बनाकर तेज़ और अधिक विश्वसनीय दूरसंचार का मार्ग प्रशस्त कर सकता हैटेराहर्ट्ज़ रेंजसंबंधित चुनौतियों पर काबू पाते हुए।बेशक, इन उद्देश्यों के लिए सर्वोत्तम प्रकार के पीआई की पहचान करने के लिए और अधिक प्रयासों की आवश्यकता होगी।

"THZ रेंज में स्पेक्ट्रोस्कोपिक अध्ययन हमें अप्रत्यक्ष रूप से इसकी उत्पत्ति का अनुमान लगाने में मदद करेगाढांकता हुआउच्च आवृत्तियों पर विभिन्न संरचनात्मक पीआई की प्रतिक्रियाएं," एंडो टिप्पणी करती हैं।

एंडो ने भविष्य पर नजर रखते हुए निष्कर्ष निकाला, "उम्मीद है कि हमारे निष्कर्ष 6जी प्रौद्योगिकियों के लिए उच्च-प्रदर्शन पॉलिमर-आधारित इन्सुलेट सामग्री विकसित करने के लिए फायदेमंद होंगे।"