Российские ученые совершили прорыв в интеграции кремниевой электроники

30.10.2019 13:36

Современная электроника практически достигла предела развития. Российские учёные сделали открытие, которое приближает нас к интерации кремниевой электроники и энергоэффективной спинтроники.


Российские учёные продвинулись в создании высокопроизводительных гибридных устройств полупроводниковой электроники с новыми спинтронными элементами. Они создали наногетероструктуру толщиной всего 75 нанометров, чьи магнитные и магнито-электрические свойства помогут в интеграции кремниевой электроники.


Об этом сообщает пресс-служба Дальневосточного федерального университета (ДВФУ), где произошло открытие.


Так они создали наногетероструктуру, которая состоит из нанокристаллической пленки магнетита Fe3O4, нанесённого на подложку из кремния (SiO2/Si) с дополнительным слоем оксида кремния. Она вызывает интерес в первую очередь из-за того, что является источником спин-поляризованных электронов для полупроводниковой подложки кремния. Учёные установили оптимальные условия для формирования пленок, содержащих исключительно нанокристаллы Fe3O4, чья кристаллическая решётка имеет преимущественную ориентацию относительно Si-подложки.


Инженер кафедры физики низкоразмерных структур Школы естественных наук ДВФУ, старший научный сотрудник лаборатории гибридных структур Института автоматики и процессов управления ДВО РАН Вячеслав Балашев рассказал, в чём была суть их работы:


«Реактивное осаждение уже стало технологией с доказанной эффективностью для изготовления нанопленок. В своей работе мы применили реактивное осаждение железа и кислорода в условиях сверхвысокого вакуума. Нами впервые исследовано влияние структуры и морфологии выращенных нанопленок Fe3O4 на их магнитные и электрические свойства. Мы определили условия, при которых можем получать пленки с наилучшими характеристиками для новых приборов, принцип работы которых основан на инжекции спин-поляризованных электронов через ультратонкий слой SiO2 в кремний. Таким образом, результаты фундаментального исследования могут быть широко использованы в прикладной физике».


Новая наногетероструктура, полученная российскими учёными, отличается тем, что в ней поляризация спинов электронов происходит с гораздо более высокой эффективностью, чем в пленках других магнитных материалов. Это применимо для создания спиновых инжекторов для устройств спинтроники.


«Учеными всего мира вот уже два десятилетия пристально изучают магнитные и проводящие свойства наночастиц и тонких пленок магнетита (Fe3O4). Причина в том, что это материал с теоретически предсказанной стопроцентной спиновой поляризацией электронов. Это показатель мечты для устройств спинтроники, для работы которых необходим чистый спиновый ток, более эффективный аналог электрического тока. Спиновый ток обусловлен только переносом спинов электронов, а не их заряда, поэтому в разрабатываемых устройствах нет затрат энергии на нагрев», — отметил доцент кафедры компьютерных систем Школы естественных наук ДВФУ Александр Самардак.


Пока ещё высокая спиновая поляризация магнетита не была доказана экспериментально, но исследования уже идут, рассказал учёный. И одно из таких исследований – это разработка пленок магнетита с заданной кристаллической структурой на полупроводниковых подложках. Такая структура определяет магнитные и транспортные свойства нанопленок.


То есть это в конечном итоге сделает возможным создание созданию высокоэффективных инжекторов чистого спинового тока, которые могут быть использованы в гибридных устройствах на основе полупроводников и магнитных материалов.


«Современная электроника практически достигла предела развития. Это связано с невозможностью дальнейшего уменьшения её функциональных элементов в виду ряда физических ограничений. Уверен, что интеграция кремниевой электроники и энергоэффективной спинтроники уже не за горами», — заключил Александр Самардак.
Ксения Мальцева


Обращаем ваше внимание что следующие экстремистские и террористические организации, запрещены в Российской Федерации: «Свидетели Иеговы», Национал-Большевистская партия, «Правый сектор», «Украинская повстанческая армия» (УПА), «Исламское государство» (ИГ, ИГИЛ, ДАИШ), «Джабхат Фатх аш-Шам», «Джабхат ан-Нусра», «Аль-Каида», «УНА-УНСО», «Талибан», «Меджлис крымско-татарского народа», «Мизантропик Дивижн», «Братство» Корчинского, «Тризуб им. Степана Бандеры», «Организация украинских националистов» (ОУН).

Закрыть

Новости партнеров

Загрузка...

Написать комментарий

Лента Новостей

Новости партнеров

Новости партнеров

Загрузка...

Загрузка...