Коллектив ученых Сибирского федерального университета и Красноярского научного центра СО РАН синтезировал тонкие кристаллические ферромагнитные пленки и разработал технологию придания им нужной формы. Такие пластины могут использоваться в электронных и спинтронных микросхемах. Результаты исследований опубликованы в журнале Thin Solid Films.

Ученые создали пленки, толщина которых варьируется от сотен до десятков нанометров. Разработанные пленки представляют собой силициды железа, которые синтезированы на подложке из кремния. Силицид железа - это соединение кремния и железа, которое, как правило, при определенной температуре обладает ферромагнитными свойствами. Однако, существуют и "немагнитные" силициды железа с уникальными для практического применения оптическими свойствами.

Такие пленки используются в качестве активных частей в устройствах оптики, фотоники и в интегральных электронных и спинтронных микросхемах. Ферромагнитные тонкие пленки очень перспективны для спинтроники, которая позволяет создавать устройства для хранения и обработки информации. Такие устройства обладают более низким энергопотреблением и высокой скорость по сравнению с традиционными электронными приборами.

Однако для создания таких устройств нужны пленки очень строгой геометрии - это значит, что на синтезированные пленки нужно нанести шаблон и "вырезать" пленку в соответствии с ним. Для этого ученые уже давно используют травление: оно бывает жидким (химическим) и сухим (ионно-плазменным, реактивно-ионным или просто ионным). В процессе жидкостного травления пленку помещают в специальную жидкость - травитель, который растворяет излишек. Перед этим ученые с помощью фотолитографии наносят на пленки маски, чтобы задать нужный "рельеф" - маска не дает нужной части пленки раствориться. В сухом травлении этого же результата ученые добиваются с помощью газа, который физически или химически разрушает материал.

"Мы расширили область применения подхода, распространили его на новые железо-кремниевые сплавы и показали, что он работает. Также мы определили скорость травления пленок и изготовили микроустройство. Аналогичный подход может быть использован для изготовления различных структур для электроники, фотоники и других приложений", - рассказал один из авторов статьи Антон Тарасов, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Института физики имени Л. В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН и старший преподаватель СФУ.

Ученые отмечают, что большим преимуществом разработанных пленок являются не только их электронные и магнитные свойства, но и совместимость с наиболее распространенными, технологическими полупроводниками. Это значит, что такие пленки можно выращивать на подложках из кремния, германия и арсенида галлия. Таким образом физики будут получать тонкие пленки высокого качества специфической формы и геометрии более простым и доступным способом. Более того, полученные результаты увеличивают выбор материалов, которые ученые могут применять при создании разных устройств.

"С помощью этой технологии можно создать устройства спинтроники или фотоники, потому что силициды железа обладают свойствами, полезными именно в этих областях науки. Сейчас мы с помощью разработанного подхода создаем пленки и изучаем зависимые от их топологии эффекты", - заключил ученый.

Работа проходила в сотрудничестве с учеными из Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева и Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова. Исследование было поддержано грантами Российского фонда фундаментальных исследований, Красноярского краевого фонда науки и гранта Президента РФ по поддержке ведущих научных школ.

О разработке учёных сообщил сетевой портал Indicator.ru.

Источники

Ученые предложили новую технологию создания магнитных микроструктур
Сибирский федеральный университет (sfu-kras.ru), 22/12/2017

Похожие новости

  • 13/11/2017

    Как в СФУ исследуют лесные пожары

    Наука - это далеко не всегда пробирки, звонкая тишина кабинета, всклокоченный ученый муж, пристально вглядывающийся в звездное небо. Иногда это комары, мозоли и намотанные по непролазной тайге километры.
    359
  • 23/11/2017

    Сибирские ученые модернизировали метод расчета движения жидкостей

    ​Исследователи из Сибирского федерального университета (СФУ) в сотрудничестве с коллегами из Московского государственного университета и Сибирского отделения РАН предложили использовать для гидродинамических расчетов систему из нескольких графических процессоров вместо центрального.
    316
  • 14/09/2017

    Красноярские ученые создали материал для сверхмощных электросетей

    ​Ученые из Сибирского федерального университета и Федерального исследовательского центра Красноярского научного центра СО РАН синтезировали наночастицы оксида меди, которые могут стать основой сверхпроводящих материалов при комнатной температуре.
    676
  • 01/11/2017

    Сибирские ученые изучили новый тип нанопластин для применения в медицине

    ​Ученые из Института физики имени Л. В. Киренского Красноярского федерального исследовательского центра Сибирского отделения РАН совместно с коллегами из Сибирского федерального университета впервые изучили магнитные свойства, структуру и состав новых наночастиц семейства халькогенидов (элементов 16-й группы периодической системы, к которым относятся кислород, сера, селен, теллур, полоний и ливерморий).
    527
  • 07/08/2017

    Красноярский студент намерен использовать дроны в борьбе с хищением нефти

    ​Студент СФУ Вячеслав Пачковский предложил бороться с хищением нефти, используя беспилотники. Проект стал победителем всероссийского конкурса, прошедшего в рамках смены "Энергия" на ТИМ "Бирюса".
    378
  • 14/06/2018

    Наночастицы нитрида титана повысят производительность оптоволоконных линий связи

    Ученые Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) совместно с коллегами из Сибирского федерального университета, Сибирского государственного университета науки и технологий им.
    117
  • 20/04/2017

    Ростех создаст в Красноярске производство медицинских нанороботов

    ​Объединенный холдинг "Росэлектроника" откроет в Красноярске Центр разработки передового электронного оборудования для диагностики, неврологии, хирургии, онкологии и других направлений медицины.
    692
  • 20/01/2017

    Сибирские ученые показали, как в городской среде изменяются ветры

    Группа ученых из Сибирского федерального университета, Сибирского отделения РАН, Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнева и Красноярского регионального центра стандартизации, метрологии и испытаний в Красноярском крае представила исследование, посвященное направлению и скорости ветра на территории городов.
    993
  • 13/01/2017

    Лабораторные работы: ученые и инновации

    ​Ученые факультета наук о материалах и химического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова совместно с научной группой под руководством Михаэля Гретцеля (EPFL, Швейцария) определили причину, по которой органо-неорганические перовскиты формируются в виде нанонитей.
    1503
  • 14/11/2016

    Ученые из Красноярска сделают алюминиевое производство более экологичным

    ​Ученые СФУ совместно с коллегами из Института химии и химической технологии СО РАН ведут исследования по созданию нового материала - автоклавного угольного пека для производства электродов. По словам технического директора РУСАЛа Виктора Манна, осуществляющего непосредственное руководство работой, внедрение "экологичного" пека на алюминиевых заводах позволит значительно улучшить состояние воздуха, достигнуть нормативных показателей по выбросам вредных веществ в окружающую среду.
    1158