Русские материалы для разработки спинтронных устройств

Русские материалы для разработки магнитокалорических, спинтронных и спин-калоритронных устройств

Есть фамилии с русскими окончаниями. Русская наука развивается.

13.08.2024
Красноярские ученые отработали технологию выращивания пленок германида марганца и исследовали его магнитные и физические свойства. Полученный материал перспективен для проектирования и разработки магнитокалорических, спинтронных и спин-калоритронных устройств на кремниевой платформе. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Materials Science.

Наполняющие наш быт электронные устройства потребляют все больше энергии. Решением проблемы может стать переход к устройствам спинтроники, которые в своей работе используют спиновые степени свободы электронов. Благодаря этому возможны общее снижение энергопотребления, улучшение скорости работы оперативной памяти и расширение возможностей обработки данных. Поиск подходящих ферромагнитных материалов для спиновых устройств является сложной задачей, поскольку такие материалы должны быть совместимы с доминирующей в полупроводниковой промышленности кремниевой технологией, иметь высокую температуру перехода в ферромагнитное состояние и высокую спиновую поляризацию электронов, а также удовлетворять ряду других требований.

В качестве подходящего материала красноярские ученые выбрали германид марганца, обладающий рядом полезных свойств, среди которых изменение температуры под действием внешнего магнитного поля. Это называется магнитокалорический эффект (МКЭ), и важно, что в данном случае он проявляется при комнатной температуре. Красноярские исследователи отработали технологию получения пленок германида марганца. Для этого они подобрали состав буферного слоя с добавкой кремния, толщина которого около 10 нанометров. Для получения пленок использовали метод молекулярно-лучевой эпитаксии, с помощью которого атомы материала встраиваются в кристаллическую решетку образца.

В магнитокалорических материалах часто используются редкоземельные атомы. Все, так или иначе, стараются уменьшить их использование.