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

  • 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.
    523
  • 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.
    1120
  • 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.
    303
  • 14/05/2018

    Сибирские ученые опробовали новый метод исследования полупроводниковых наночастиц

    ​Сотрудники Сибирского федерального университета и Института физики имени Л. В. Киренского СО РАН применили новый метод для изучения наночастиц из кадмия и теллура. Они воспользовались особенностью данного соединения, взаимодействие которого со светом меняется в зависимости от магнитного поля.
    307
  • 10/10/2017

    Красноярские ученые создали гибкое «черное тело» с колоссальной способностью поглощать тепло

    ​Ученые Института физики им. Л.В. Киренского Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН» (ФИЦ КНЦ СО РАН) разработали уникальный эластичный поглотитель тепла. Гибкое «черное тело» можно объединить с термоэлектрическими элементами и разместить на человеческой коже.
    823
  • 19/09/2017

    Квантовые симуляторы: как ученые создают искусственные миры

    ​Представьте, что вы хотите рассмотреть быструю, но хрупкую бабочку. Пока она порхает, детально изучить ее довольно трудно, поэтому нужно взять ее в руки. Но как только она оказалась в ваших ладонях, крылышки смялись и потеряли цвет.
    675
  • 15/12/2017

    Химики создали новый класс люминофоров для электронной промышленности

    ​Международный коллектив химиков из Китая, России и Японии синтезировал новое кристаллическое вещество на основе оксидов редкоземельных металлов, а также описал его структуру и свойства. Расшифровка рентгенограммы нового соединение установила, что он относится к новому, ранее неизвестному классу.
    641
  • 24/01/2017

    Красноярские ученые рассчитали, как поймать свет с помощью диэлектрических шариков

    ​Теоретические расчеты красноярских физиков показали, что цепочка из одинаковых диэлектрических шариков может быть использована в качестве ловушки для электромагнитных волн. Такая цепочка будет вести себя как световод, который улавливает и захватывает свет, падающий на него под любым углом.
    829
  • 15/02/2017

    Красноярские ученые создали уникальный прибор для телескопа будущего

    Ученые в Красноярске создали уникальный прибор для телескопа, который планируют запустить космос не раньше 2025 года. Как сообщили в пресс-службе правительства края, ученые Института физики им Л.В. Киренского Красноярского научного центра СО РАН создали прибор для измерения термооптических свойств защитных покрытий и материалов космических аппаратов при сверхнизких температурах.
    988
  • 16/05/2017

    Ученые СФУ разработали наиболее эффективный материал для аккумулирования водорода

    Красноярские ученые получили новый материал для хранения водорода, сообщила пресс-служба Сибирского федерального университета (СФУ). Материал на основе гидрида магния может хранить массу водорода, составляющую около 7% его собственной массы, и это рекордное значение емкости для всех аналогичных материалов.
    731