Immagine TEM del film Fe3O4 cresciuto a una pressione di ossigeno di 7 nel decimo -6 di potenza Torr Credito:FEFU
Scienziati dell'Università Federale dell'Estremo Oriente (FEFU) e della Filiale dell'Estremo Oriente dell'Accademia Russa delle Scienze (FEB RAS) hanno sviluppato la nanoeterostruttura costituita da un film di magnetite di nanocristalli (Fe 3 oh 4 ) ricoprendo un substrato di silicio con uno strato aggiuntivo di ossido di silicio (SiO 2 /Si). Le sue proprietà magnetiche e di magnetotrasporto possono aiutare a progettare dispositivi semiconduttori ibridi altamente efficienti con nuovi elementi spintronici. L'articolo correlato è stato pubblicato su Giornale di leghe e composti .
La nuova nanoeterostruttura ha uno spessore di soli 75 nm e di particolare interesse, in quanto può essere utilizzato come sorgente di elettroni polarizzati con spin per il substrato di silicio semiconduttore.
Gli autori del lavoro hanno descritto per la prima volta le condizioni ottimali per la formazione dei film contenenti solo Fe 3 oh 4 nanocristalli. Il reticolo cristallino in queste strutture ha un certo orientamento preferito contro il substrato di Si chiamato tessitura cristallina.
"La deposizione reattiva è già stata dimostrata come un metodo efficace per la produzione di nanofilm. Nel nostro lavoro, abbiamo usato la deposizione reattiva del ferro in atmosfera di ossigeno. Abbiamo studiato l'effetto della struttura e della morfologia di Fe 3 oh 4 nanofilm sulle loro proprietà magnetiche ed elettriche. Abbiamo descritto le condizioni in cui i migliori film possono essere ottenuti e ulteriormente utilizzati in dispositivi che operano sulla base dell'iniezione di elettroni spin-polarizzati nel silicio tramite uno strato ultrasottile di SiO 2 . I risultati della nostra ricerca fondamentale possono, perciò, essere ampiamente utilizzato nella fisica applicata, " Ha detto Vyacheslav Balashev. Balashev è un ingegnere presso il Dipartimento di Fisica delle strutture a bassa dimensione, Scuola di Scienze Naturali, FFU, e ricercatore senior presso il Laboratorio di Strutture Ibride, Istituto dei processi di automazione e controllo, FEBBRAIO RAS.
La polarizzazione dello spin elettronico è molto più efficace nella nuova struttura che nei film di altri materiali magnetici. Ciò contribuirà a creare iniettori di spin per dispositivi spintronici.
"Scienziati di tutto il mondo hanno studiato le proprietà magnetiche e conduttive del Fe 3 oh 4 nanoparticelle e film sottili per due decenni a causa della sua teoricamente prevista polarizzazione dello spin degli elettroni del 100%. Questa è una proprietà perfetta per i dispositivi spintronici che richiedono una corrente di spin pura (un analogo più efficiente della corrente elettrica) per il loro funzionamento. La corrente di spin è determinata dal trasferimento di spin dell'elettrone, non addebitare. Perciò, i dispositivi spintronic non perdono energia con il riscaldamento Joule, "Alessandro Samardak, un assistente professore del Dipartimento di Sistemi Informativi, Scuola di Scienze Naturali, FFU, commentato.
Secondo lo scienziato, l'elevata polarizzazione di spin della magnetite non è stata ancora confermata sperimentalmente, ma ci sono alcune aree di studio promettenti in questo campo, compreso lo sviluppo di film di magnetite con una data struttura cristallina su substrati semiconduttori. La struttura cristallina è ciò che determina le proprietà magnetiche e di magnetotrasporto dei nanofilm. Tutta questa ricerca avvicina gli scienziati alla creazione di iniettori altamente efficienti di pura corrente di spin che possono essere utilizzati in dispositivi ibridi basati su semiconduttori e materiali magnetici.
"L'elettronica moderna ha quasi raggiunto i suoi limiti. È impossibile ridurre ulteriormente le dimensioni dei suoi elementi funzionali a causa di una serie di vincoli fisici. Credo che l'integrazione dell'elettronica basata sul silicio e della spintronica ad alta efficienza energetica sia dietro l'angolo, " conclude Alexander Samardak.
