Ученые физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова исследовали структуру и морфологию кластерно-слоистых пленок [Fe/Cr]₃₀. Пленки обладают кондо-подобным поведением электрического сопротивления. Это значит, что для них характерен рост сопротивления с понижением температуры.

Результаты исследования опубликованы в журнале Materials Science & Engineering B: Solid-State Materials for Advanced Technology.

Ультратонкие магнитные пленки и магнитные многослойные структуры обладают необычными для сплошных сред свойствами. По этой причине они являются основой современной микроэлектроники, спинтроники, оптоэлектроники и сенсорики. Детальное изучение структуры таких объектов является необходимым этапом для создания новых технологий.

В данной работе исследования проводились с использованием двух синхротронных методов: малоуглового рентгеновского рассеяния в скользящей геометрии (grazing-incidence small-angle X-ray scattering – GISAXS) и синхротронной мессбауэровской спектроскопии.

Метод GISAXS выявил наличие кластеров и позволил охарактеризовать их латеральные размеры. Установлена зависимость размера кластеров от номинальной толщины слоя и показано, что существенные различия кондо-подобного поведения электрического сопротивления обусловлены очень тонким различием их размеров. Полученный результат важен для технологических процессов приготовления образов.

«Использование мессбауэровской спектроскопии, чувствительной к локальному окружению ядер ⁵⁷Fe, позволяет существенно дополнить информацию, получаемую методом GISAXS, и охарактеризовать также высоту кластеров, которая, как оказалось, не превышает несколько атомных монослоев. Полученная информация важна для создания новых элементов магнитной памяти, а также мемристоров», – сообщил старший научный сотрудник кафедры физики твердого тела физического факультета МГУ Роман Баулин.

Исследования проводились на Курчатовском источнике синхротронного излучения (Москва) и Европейском синхротроне ESRF (Гренобль). Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (грант № 075–15–2021–1353).