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

Исследователи создали пленки из силицидов железа толщиной от сотен до десятков нанометров. Они синтезированы на подложке из кремния. Силицид железа - это соединение кремния и железа, которое, как правило, при определенной температуре обладает ферромагнитными свойствами. Но существуют и "немагнитные" силициды железа с уникальными для практического применения оптическими свойствами.

Такие пленки используются в качестве активных частей в устройствах оптики, в фотонике 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 иди 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, научный сотрудник Института физики имени Л.В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН и старший преподаватель Сибирского федерального университета.

Большое преимущество разработанных пленок - 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.

Похожие новости

  • 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.
    1288
  • 15/11/2016

    Красноярские ученые разработали прибор для диагностики иммунитета

    ​Ученые Научно-исследовательского института медицинских проблем Севера разработали сверхчувствительный прибор, способный оценить состояние иммунной системы пациента при различных заболеваниях.  Устройство позволит врачу быстро обнаружить ухудшение состояния больного и оперативно изменить терапию и тактику лечения.
    1124
  • 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).
    641
  • 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.
    1652
  • 24/04/2018

    Как сделать жилье более доступным и экологичным?

    ​​Дом - это что-то теплое, уютное и, на первый взгляд - очень консервативное. Но на самом деле и строительство попевает за техническим прогрессом. Как сделать жилье более доступным, дешевым, экологичным? Мы создали краткий обзор тенденций и технологий будущего, которые появляются уже сейчас.
    361
  • 28/07/2017

    Нестоличная наука: новгородские викинги, миниатюрный лазер и нейросеть-кардиолог

    ​​Робот-разведчик, древняя птица, рентгеновская линза и другие открытия и разработки российских ученых, сделанные вне Москвы и Санкт-Петербурга. Великий Новгород Уникальное кладбище X-XI веков обнаружила экспедиция Института археологии РАН при раскопках в центре Новгорода.
    642
  • 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.
    815
  • 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.
    324
  • 31/07/2018

    Разработка красноярских ученых позволит с математической точностью устранять пожары

    ​Ученые Института вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук - обособленного подразделения Красноярского научного центра СО РАН разработали математические модели развития пожара и эвакуации для обеспечения пожарной безопасности в образовательных учреждениях Красноярского края.
    168
  • 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.
    254