Предложены новые возможности для реализации спинтронных приборов
10
августа
2010
В обычной полупроводниковой электронике в качестве носителя информации используется электрический заряд электрона. В спинтронике предполагается использовать спиновое состояние электрона. Управлять этим состоянием можно с помощью магнитного поля. Российским учёным удалось получить и исследовать наноструктуры «ферромагнетик — изолятор — ферромагнетик» на основе FeSix, MgO и FeOy.
«Среди возможных материалов электрода в элементах магнитной памяти особый интерес представляет использование полуметаллов, которые потенциально могут давать значения спиновой поляризации электронов, близкие к 100%, — рассказывает соавтор исследования Александр Гойхман (ФИАН). — Однако достижение предельного теоретического значения в объёмном материале невозможно. А вот свойства предельно тонких слоев совершенно иные, именно в них и возможна реализация максимальных значений спиновой поляризации. При этом критически важна как комбинация материалов ферромагнитных электродов и туннельного изолятора, так и гладкость межслойных границ, да и другие факторы влияют на результат. Например, существенно даже то, какая именно атомная плоскость является терминальной (граничной) в слое».
Очень важен подбор пары соседних электродов, разделенных тончайшим (1–2 нм) слоем диэлектрика. Каждый из этих электродов (слоёв) обладает ферромагнитными свойствами; при этом необходимо, чтобы одно и то же внешнее магнитное поле меняло ориентацию намагниченности в одном из электродов и одновременно оставляло неизменной ориентацию намагниченности в другом, соседнем.
«В спинтронике надо контролировать намагниченность среды (направление спинов) и уметь «переворачивать», менять относительную ориентацию спинов в соседних, отстоящих друг от друга буквально в паре нанометров областях, — комментирует заместитель директора ФИАНа . — Ясно, что без привлечения широкого спектра прецизионных аналитических методов решить проблему нельзя. Применяемый нами метод импульсного лазерного осаждения в сверхвысоком вакууме позволяет одновременно осуществлять формирование наноструктур и анализировать процесс в онлайн-режиме, контролируя толщину и гладкость получающегося слоя с точностью до одной десятой доли атомной плоскости. С точки зрения отработки начальных этапов создания новых материалов с заданными свойствами нужен именно лазер. Это самая простая в управлении и в то же время идеально вписывающаяся в любой сверхвысоковакуумный объём система».
Такая ячейка может стать базовой для всех будущих приборов, использующих эффект «гигантского» магнитосопротивления.
Со стороны МИФИ проект курировал кандидат наук Андрей Зенкевич.
21
