Физические принципы и технология создания оксидных структур для наноэлектроники и спинтроники

Разработана методика получения эпитаксиальных пленок манганитов с покрытиями из нанослоев немагнитных металлов (Pt), а также эпитаксиально выращенных пленок материалов типа SrRuO₃ и SrIrO₃, которые обладают высокой проводимостью и образуют хорошую границу с манганитом La₀,₇Sr₀,₃MnO₃. Предложена методика изготовления сверхпроводящих микронных размеров на основе эпитаксиальных сверхпроводящих пленок YBCO, содержащих контакты купратного сверхпроводника (YBCO) с эпигибридными мезоструктурами и аксиально выращенным спиновым клапаном, состоящим из двух ферромагнитных пленок рутенат/манганит (SrRuO₃/La₀,₇Sr₀,₃MnO₃) толщиной 5 - 20 нм и иридата SrIrO₃. В гетероструктуре на основе купратного сверхпроводника с ферромагнитным спиновым клапаном экспериментально обнаружено возникновение наведенного магнитного момента в сверхпроводнике. Величина возникающего магнитного момента в сверхпроводнике по порядку величины совпадает с расчетами наведенного из-за орбитальной реконструкции на границе магнитного момента атомов Cu и намагниченности, возникающей в сверхпроводнике из-за изменения плотности состояний на границе с ферромагнетиком. Характерная длина проникновения магнитного момента в сверхпроводник существенно превышает длину когерентности купратного сверхпроводника, что указывает на доминирование механизма наведенного магнитного момента Cu. Экспериментально показано, что критический ток в мезоструктурах, содержащих слои с прослойкой из спинового клапана LSMO/SRO, наблюдается при суммарной толщине прослойки до 50 нм, когда толщина прослойки существенно превышает его длину когерентности. Максимальное значение плотности критического тока наблюдается при толщинах прослойки, близких к длинам когерентности ферромагнитных пленок. В полях, меньших поля насыщения ферромагнитной пленки манганита, фурье-анализ магнитно-полевых зависимостей позволяет выделить компоненты, соответствующие дробным значениям основного периода осцилляции критического тока от магнитного поля. Такие осцилляции возникают из-за отклонения ток-фазовой зависимости сверхпроводящего тока от синусоидальной. Это подтверждается СВЧ-измерениями высот ступеней Шапиро в зависимости от мощности облучения: обнаружена значительная величина 2-й гармоники ТФЗ – до 50% от критического тока. Другим фактором, влияющим на магнитно-полевую зависимость критического тока, является возникновение доменов.