Российские ученые совершили прорыв в интеграции кремниевой электроники

2 mn read

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.

0

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Правила использования материалов

Информационные тексты, опубликованные на сайте jpgazeta.ru могут быть воспроизведены в любых СМИ, на серверах сети Интернет или на любых иных носителях без существенных ограничений по объему и срокам публикации. Цитирование (републикация) фото-, видео- и графических материалов ЖП требует письменного разрешения редакции ЖП. При любом цитировании материалов на серверах сети Интернет активная ссылка на газету «Журналистская Правда» обязательна. 18+

© 2020 ЖУРНАЛИСТСКАЯ ПРАВДА 18+
Adblock
detector