Физические основы нанотехнологий латерально-ограниченных и туннельных магниторезистивных гетероструктур

Объект исследования: различные по составу и назначению многослойные металлические наноструктуры, приготовленные методом магнетронного напыления и обладающие гигантским магниторезистивным эффектом - спиновые клапаны с синтетическим антиферромагнетиком, металлические сверхрешетки Co/Cu, CoFe/Cu и CoFeNi/Cu, а также наноструктуры c использованием 3d- и 4f-переходных металлов и оксидного диэлектрического слоя MgO. Цель: разработка на высоковакуумной магнетронной установке MPS-4000-C6, изготовленной фирмой ULVAC (Япония), технологии создания высокосовершенных наногетероструктур с гигантским туннельным магнитосопротивлением; исследование гальваномагнитных свойств латерально-ограниченных наноструктур, полученных литографическими методами, сравнение их функциональных характеристик с параметрами исходных планарных гетероструктур; изготовление на основе спиновых клапанов и магнитных спин-туннельных систем прототипов спинтронных магниторезистивных устройств практического назначения. Разработаны методы создания прототипов спин-туннельных сенсорных элементов с использованием оптической литографии и комплекта специальных фотошаблонов. Оптимизированы методы магнетронного напыления многослойных пленок с диэлектрическим слоем MgO, проведены исследования структурных и магнитных свойств приготовленных спин-туннельных наноструктур. Оптимизирован синтез магнитных металлических сверхрешеток CoFeNi/Cu и CoFe/Cu с малыми полями магнитного насыщения и высокой магниторезистивной чувствительностью. На базе синтезированных спиновых клапанов и магнитных сверхрешеток литографическими методами приготовлены прототипы сенсорных элементов, на процессы перемагничивания которых существенное влияние оказывает анизотропия формы. Синтезированные сверхрешетки и спиновые клапаны по своим магниторезистивным характеристикам находятся на уровне лучших зарубежных аналогов.