Ученые Института физики им. Л.В. Киренского Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) обнаружили высокую чувствительность электронов к магнитному полю при их перемещении в гибридных структурах, состоящих из ферромагнетика, полупроводника и оксида. Благодаря этому свойству можно построить электронные устройства, управляемые магнитным полем, а также расширить возможности существующих магнитных датчиков. Результаты исследований опубликованы в журнале Journal of Magnetism and Magnetic Materials.

Многие исследователи рассматривают материалы в которых сочетаются «классический» полупроводник, оксид и ферромагнитный металл, как перспективные структуры для применения в спиновой электронике. Способностью полупроводников пропускать электрический ток можно легко управлять, вводя примеси, изменяя температуру, электрическое поле, или осуществляя оптическое воздействие. Свойства магнитных структур отличаются энергонезависимостью и устойчивостью к изменениям. Комбинирование магнитов и полупроводников может дать целый ряд преимуществ при построении электронных устройств и стать базой для разработки устройств электроники, работающих на новых принципах.

1-Образцы магнитных датчиков.jpg 

Образцы магнитных датчиков 

Красноярские физики обнаружили высокие показатели магнитного сопротивления в гибридных структурах, состоящих из металла (ферромагнетик), оксида и кремниевой подложки (полупроводник). Помимо этого, исследователи обнаружили, что электрическое сопротивление в такой структуре может изменяться в ответ на оптическое воздействие, а напряжением можно управлять с помощью магнитного поля.

Суть наблюдаемых эффектов связана с тем, что при перемещении электроны гибридных структур становятся чувствительными к магнитному полю. Благодаря этой особенности возможно создавать материалы с заданными магнитотранспортными свойствами и изготавливать сенсоры магнитного поля и оптического излучения, интегрированные в современные электронные устройства.

«В гибридных структурах можно ожидать проявление новых механизмов магнитозависимых транспортных явлений, включая управление спиновым током. Последнее принципиально при создании устройств спиновой электроники – новой, бурно развивающейся области науки и техники. Немаловажно, что гибридные структуры на основе полупроводников, полностью совместимы с КМОП-технологией (комплементарная структура металл-оксид-полупроводник) – по сути основой всей современной электроники», - рассказал доктор физико-математических наук, профессор, директор ФИЦ КНЦ СО РАН Никита Волков.

2-Образцы пленок.png 

Образцы пленок до и после осаждения металлов в поперечном сечении

Подобные эффекты в таких композициях никто ранее не наблюдал. Открытие ученых может стать основой для проектирования электронных устройств, управляемых магнитным полем, а также улучшить функциональность существующих датчиков магнитного поля. Сейчас красноярские ученые продолжают исследования электротранспортных свойств в гибридных структурах, других составов и конфигураций. Работа выполняется при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Правительства Красноярского края и Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности.

Группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН

Похожие новости

  • 07/03/2019

    Сергей Аксенов: наше исследование – это стартовый этап в создании технологий будущего

    ​Ученые уверены, что век квантовых компьютеров – новых технологий, с помощью которых станет возможным решение задач, неподвластных даже самым мощным современным суперкомпьютерам, уже близок. Но прежде физикам необходимо разрешить ряд трудностей, связанных с их созданием.
    710
  • 03/11/2018

    Красноярские ученые разработали новый тип управляемых дифракционных решеток

    ​Дифракционные решетки играют центральную роль в интегральной оптике, голографии, оптической обработке данных. Ученые Института физики имени Л. В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук (ИФ СО РАН) и Института инженерной физики и радиоэлектроники Сибирского федерального университета (СФУ) разработали новый способ создания управляемой дифракционной решетки - оптической системы, действие которой основано на явлении световой дифракции (огибания препятствия светом), сообщила пресс-служба СФУ.
    785
  • 27/05/2019

    Красноярские ученые изготовили миниатюрные полосно-пропускающие фильтры для спутниковых антенн

    ​Лаборатория научного приборостроения Красноярского научного центра СО РАН успешно выполнила заказ AO «Научно-производственного предприятия ”Радиосвязь”» на разработку компактных частотно-полосных пропускающих фильтров.
    388
  • 04/12/2019

    Создана первая российская установка для синтеза тонких оксидных пленок

    ​Красноярские ученые создали установку для формирования прозрачных оксидных пленок с регулируемой толщиной. Благодаря особенностям конструкции, на ней можно быстрее и эффективнее, чем на большинстве зарубежных аналогов устройства, проводить синтез химических покрытий на неорганической основе.
    141
  • 13/04/2018

    Дилатометр измерит деформации космических материалов в вакууме

    Ученые из Института физики им. Л.В. Киренского Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) разработали измерительную ячейку для исследования свойств материалов при температурах близких к абсолютному нулю.
    820
  • 13/08/2019

    Сибирские ученые научились находить и устранять деформации в промышленной керамике

    ​Коллектив ученых из Красноярска и Новосибирска разработал метод для определения остаточных деформаций в керамике из титаната бария. Это позволит сохранить её свойства и контролировать качество изделий, производимых из этого материала.
    362
  • 29/04/2019

    Ученые установили, что сверхпроводники в форме пены можно использовать в космосе

    ​Международный коллектив ученых доказал, что большой образец сверхпроводящей пены имеет стабильное и сильное магнитное поле. В отличие от обычных сверхпроводников, пена является легким и прочным материалом с возможностью изготовления образцов большого размера.
    446
  • 14/02/2019

    Проект молодых красноярских ученых поможет в создании технологий будущего

    ​Проект молодых ученых Института физики СО РАН поможет продвинуться в области создания принципиально новых элементов электроники и квантовых компьютеров. На его реализацию ученые получили 800 тысяч рублей в рамках регионального конкурса проектов фундаментальных научных исследований, проводимого Красноярским краевым фондом науки и Российским фондом фундаментальных исследований.
    446
  • 20/10/2017

    Красноярские ученые разработали технологию управляемого синтеза магнитных нанопорошков

     Ученые Института физики им. Л.В. Киренского Красноярского научного центра СО РАН (КНЦ СО РАН) научились синтезировать магнитные наночастицы с ядром из никеля и непроводящей ток углеродной оболочкой.
    905
  • 21/04/2017

    Красноярские физики получили нанодисперсные порошки для создания аккумуляторов водорода

    Ученые Сибирского федерального университета и Института физики имени Л.В. Киренского СО РАН разработали технологию синтеза нанодисперсных порошков магния, которые могут стать перспективным материалом для изготовления аккумуляторов водорода для автомобильного транспорта.
    1757