Ученые из Дальневосточного федерального университета и Дальневосточного отделения Российской академии наук разработали наногетероструктуру, которая имеет толщину 75 нанометров. Ее свойства могут помочь в разработке высокопроизводительных гибридных устройств для спинтроники.

Статья об этом опубликована в Journal of Alloys and Compounds.

«Современная электроника практически достигла предела развития. Это связано с невозможностью дальнейшего уменьшения ее функциональных элементов из-за физических ограничений. Я уверен, что интеграция кремниевой электроники и энергоэффективной спинтроники уже не за горами. И мы стараемся приблизить этот момент всеми силами», — отмечает один из исследователей, доцент кафедры компьютерных систем Школы естественных наук ДВФУ Александр Самардак.

Созданная учеными ДВФУ структура вызывает интерес, в первую очередь, из-за возможности ее использования в качестве источника спин-поляризованных электронов для полупроводниковой подложки кремния. Это означает, что на ее основе можно будет создать элементы для спинтронных устройств.

В новой работе исследователи впервые определили оптимальные условия для формирования пленок, содержащих нанокристаллы смешанного оксида железа — магнетита (Fe₃O₄). Кристаллическая решетка внутри этих структур может обладать той или иной ориентацией относительно кремниевой подложки.

Ученые измерили магнитные и магнито-электрические свойства нового материала и пришли к выводу, что он будет хорошим кандидатом для применения в спинтронных устройствах. Однако экспериментально доказать высокую спиновую поляризацию магнетита ученым пока не удалось. Несмотря на это, по словам исследователей, существует несколько возможностей дальнейших работ в этом направлении. Одна из них — разработка пленок магнетита с заданной кристаллической структурой на полупроводниковых подложках.

«Ученые всего мира вот уже два десятилетия пристально изучают магнитные и проводящие свойства наночастиц и тонких пленок магнетита. 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 Самардак.